Imprimare 3D metalică

Recent, am făcut o demonstrație cu metalImprimare 3Dși l-am finalizat cu mare succes, deci ce este metalulImprimare 3DCare sunt avantajele și dezavantajele sale?

Imprimarea 3D a metalelor este o tehnologie de fabricație aditivă care construiește obiecte tridimensionale prin adăugarea de materiale metalice strat cu strat. Iată o introducere detaliată în imprimarea 3D a metalelor:

Principiu tehnic
Sinterizarea selectivă cu laser (SLS): Utilizarea fasciculelor laser de înaltă energie pentru topirea și sinterizarea selectivă a pulberilor metalice, încălzind materialul pulverulent la o temperatură puțin sub punctul său de topire, astfel încât să se formeze legături metalurgice între particulele de pulbere, construind astfel obiectul strat cu strat. În procesul de imprimare, un strat uniform de pulbere metalică este mai întâi așezat pe platforma de imprimare, iar apoi fasciculul laser scanează pulberea în funcție de forma secțiunii transversale a obiectului, astfel încât pulberea scanată se topește și se solidifică împreună. După finalizarea unui strat de imprimare, platforma coboară o anumită distanță, apoi se întinde un nou strat de pulbere, repetându-se procesul de mai sus până când întregul obiect este imprimat.
Topire selectivă cu laser (SLM): Similară cu SLS, dar cu o energie laser mai mare, pulberea metalică poate fi topită complet pentru a forma o structură mai densă, se pot obține o densitate mai mare și proprietăți mecanice mai bune, iar rezistența și precizia pieselor metalice imprimate sunt mai mari, apropiate sau chiar depășesc piesele produse prin procesul tradițional de fabricație. Este potrivită pentru fabricarea de piese în industria aerospațială, echipamente medicale și alte domenii care necesită precizie și performanță ridicate.
Topirea prin fascicul de electroni (EBM): Utilizarea fasciculelor de electroni ca sursă de energie pentru topirea pulberilor metalice. Fasciculul de electroni are caracteristici de densitate energetică ridicată și viteză de scanare mare, ceea ce poate topi rapid pulberea metalică și poate îmbunătăți eficiența imprimării. Imprimarea în vid poate evita reacția materialelor metalice cu oxigenul în timpul procesului de imprimare, fiind potrivită pentru imprimarea aliajelor de titan, aliajelor pe bază de nichel și a altor materiale metalice sensibile la conținutul de oxigen, adesea utilizate în industria aerospațială, echipamente medicale și alte domenii de înaltă performanță.
Extrudarea materialelor metalice (ME): Metodă de fabricație bazată pe extrudarea materialelor, prin intermediul capului de extrudare se extrudează materialul metalic sub formă de mătase sau pastă, și în același timp se încălzește și se întărește, astfel încât să se realizeze o turnare prin acumulare strat cu strat. Comparativ cu tehnologia de topire cu laser, costul investiției este mai mic, mai flexibil și mai convenabil, fiind potrivită în special pentru dezvoltarea timpurie în mediul de birou și în mediul industrial.
Materiale comune
Aliaj de titan: are avantajele rezistenței ridicate, densității reduse, rezistenței bune la coroziune și biocompatibilității, fiind utilizat pe scară largă în industria aerospațială, echipamente medicale, industria auto și alte domenii, cum ar fi palele motoarelor de aeronave, articulațiile artificiale și fabricarea altor piese.
Oțel inoxidabil: are o rezistență bună la coroziune, proprietăți mecanice și proprietăți de prelucrare, cost relativ scăzut, este unul dintre materialele utilizate în mod obișnuit în imprimarea 3D a metalelor, putând fi utilizat pentru fabricarea unei varietăți de piese mecanice, unelte, dispozitive medicale și așa mai departe.
Aliaj de aluminiu: densitate redusă, rezistență ridicată, conductivitate termică bună, potrivit pentru fabricarea de piese cu cerințe de greutate ridicată, cum ar fi blocul cilindrilor motorului auto, piesele structurale aerospațiale etc.
Aliaj pe bază de nichel: cu o rezistență excelentă la temperaturi ridicate, rezistență la coroziune și rezistență la oxidare, este adesea utilizat în fabricarea componentelor pentru temperaturi ridicate, cum ar fi motoarele de avioane și turbinele cu gaz.
avantaj
Grad ridicat de libertate în proiectare: Capacitatea de a realiza fabricarea unor forme și structuri complexe, cum ar fi structuri reticulare, structuri optimizate topologic etc., care sunt dificil sau imposibil de realizat în procesele tradiționale de fabricație, oferă un spațiu de inovare mai mare pentru proiectarea produselor și poate produce piese mai ușoare și de înaltă performanță.
Reducerea numărului de piese: mai multe piese pot fi integrate într-un întreg, reducând procesul de conectare și asamblare dintre piese, îmbunătățind eficiența producției, reducând costurile, dar și îmbunătățind fiabilitatea și stabilitatea produsului.
Prototipare rapidă: Poate produce un prototip al unui produs într-un timp scurt, poate accelera ciclul de dezvoltare a produsului, poate reduce costurile de cercetare și dezvoltare și poate ajuta întreprinderile să lanseze produsele pe piață mai rapid.
Producție personalizată: În funcție de nevoile individuale ale clienților, se pot fabrica produse unice pentru a satisface cerințele speciale ale diferiților clienți, potrivite pentru implanturi medicale, bijuterii și alte domenii personalizate.
Prescripţie
Calitate slabă a suprafeței: Rugozitatea suprafeței pieselor metalice imprimate este relativ ridicată și este necesară o post-tratare, cum ar fi șlefuirea, lustruirea, sablarea etc., pentru a îmbunătăți finisajul suprafeței, crescând costul și timpul de producție.
Defecte interne: în timpul procesului de imprimare pot apărea defecte interne, cum ar fi pori, particule nefuzionate și fuziune incompletă, care afectează proprietățile mecanice ale pieselor, în special în cazul aplicării unor sarcini mari și ciclice, fiind necesară reducerea apariției defectelor interne prin optimizarea parametrilor procesului de imprimare și adoptarea unor metode adecvate de post-procesare.
Limitări ale materialelor: Deși tipurile de materiale metalice pentru imprimarea 3D disponibile sunt în creștere, există încă anumite limitări ale materialelor în comparație cu metodele tradiționale de fabricație, iar unele materiale metalice de înaltă performanță sunt mai dificil de imprimat, iar costul este mai mare.
Probleme legate de costuri: Costul echipamentelor și materialelor de imprimare 3D din metal este relativ ridicat, iar viteza de imprimare este lentă, ceea ce nu este la fel de rentabil ca procesele tradiționale de fabricație pentru producția la scară largă și este în prezent potrivit în principal pentru loturi mici, producție personalizată și domenii cu cerințe ridicate de performanță și calitate a produsului.
Complexitate tehnică: Imprimarea 3D a metalelor implică parametri de proces complecși și control al procesului, ceea ce necesită operatori profesioniști și asistență tehnică, precum și un nivel tehnic ridicat și experiență din partea operatorilor.
Domeniu de aplicare
Aerospațială: Utilizată pentru fabricarea palelor motoarelor de aviație, a discurilor turbinelor, a structurilor aripilor, a pieselor de sateliți etc., care pot reduce greutatea pieselor, pot îmbunătăți eficiența consumului de combustibil, pot reduce costurile de producție și pot asigura performanța și fiabilitatea ridicate a pieselor.
Automobile: Fabricarea blocului cilindrilor pentru motoarele automobilelor, a carcasei transmisiei, a pieselor structurale ușoare etc., pentru a obține un design ușor al automobilelor, a îmbunătăți economia de combustibil și performanța.
Medical: Producția de dispozitive medicale, articulații artificiale, orteze dentare, dispozitive medicale implantabile etc., în funcție de diferențele individuale ale pacienților, prin fabricație personalizată, îmbunătățește adecvarea dispozitivelor medicale și efectele tratamentului.
Fabricarea matrițelor: Fabricarea matrițelor de injecție, a matrițelor de turnare sub presiune etc., scurtează ciclul de fabricație a matrițelor, reduce costurile, îmbunătățește precizia și complexitatea matriței.
Electronică: Fabricarea de radiatoare, carcase, plăci de circuit pentru echipamente electronice etc., pentru a realiza fabricarea integrată a structurilor complexe, îmbunătățirea performanței și a efectului de disipare a căldurii echipamentelor electronice.
Bijuterii: În funcție de creativitatea designerului și de nevoile clienților, se poate fabrica o varietate de bijuterii unice pentru a îmbunătăți eficiența producției și personalizarea produsului.