Onlangs hebben we een demonstratie van metaal gemaakt3D -printen, en we hebben het zeer succesvol voltooid, dus wat is metaal3D -printen? Wat zijn de voor- en nadelen ervan?
Metaal 3D-printen is een additieve productietechnologie die driedimensionale objecten bouwt door metalen materiaallaag per laag toe te voegen. Hier is een gedetailleerde inleiding tot metalen 3D -printen:
Technisch principe
Selectieve lasersintering (SLS): het gebruik van laserstralen met hoge energie om selectief te smelten en sintermetaalpoeders, het poedermateriaal tot een temperatuur te verwarmen iets onder het smeltpunt, zodat metallurgische bindingen tussen poederdeeltjes worden gevormd, waardoor de objectlaag wordt gebouwd, door laag. In het afdrukproces wordt eerst een uniforme laag metaalpoeder op het afdrukplatform gelegd en vervolgens scant de laserstraal het poeder volgens de dwarsdoorsnede-vorm van het object, zodat het gescande poeder smelt en samen stolt, na de Voltooiing van een laag afdrukken, het platform laat een bepaalde afstand vallen en verspreidt vervolgens een nieuwe laag poeder, herhaal het bovenstaande proces totdat het hele object is afgedrukt.
Selectief lasersmelten (SLM): vergelijkbaar met SLS, maar met hogere laserergie kan het metaalpoeder volledig worden gesmolten om een dichtere structuur te vormen, een hogere dichtheid en betere mechanische eigenschappen kunnen worden verkregen, en de sterkte en nauwkeurigheid van de gedrukte metalen onderdelen zijn hoger, dicht bij of zelfs hoger dan de onderdelen geproduceerd door het traditionele productieproces. Het is geschikt voor productieonderdelen in ruimtevaart, medische apparatuur en andere velden die een hoge precisie en prestaties vereisen.
Elektronenstraal smelten (EBM): het gebruik van elektronenstralen als energiebron om metaalpoeders te smelten. De elektronenstraal heeft de kenmerken van hoge energiedichtheid en hoge scansnelheid, die snel metaalpoeder kan smelten en de afdrukefficiëntie kan verbeteren. Afdrukken in een vacuümomgeving kan de reactie van metalen materialen met zuurstof tijdens het afdrukproces voorkomen, wat geschikt is voor het afdrukken van titaniumlegering, nikkelgebaseerde legering en andere metaalmaterialen die gevoelig zijn voor zuurstofgehalte, vaak gebruikt in ruimtevaart, medische apparatuur en andere high -Endervelden.
Metaalmateriaalextrusie (ME): op materiaal extrusiegebaseerde productiemethode, via de extrusiekop om het metaalmateriaal in de vorm van zijde of pasta te extruderen, en tegelijkertijd om te verwarmen en te genezen, om laag te bereiken door laagaccumulatiestolling. In vergelijking met lasersmelttechnologie zijn de beleggingskosten lager, flexibeler en handiger, vooral geschikt voor vroege ontwikkeling in kantooromgeving en industriële omgeving.
Veel voorkomende materialen
Titaniumlegering: heeft de voordelen van hoge sterkte, lage dichtheid, goede corrosieweerstand en biocompatibiliteit, veel gebruikt in ruimtevaart, medische apparatuur, automotive en andere velden, zoals vliegtuigmotorbladen, kunstmatige gewrichten en andere onderdelenproductie.
Roestvrij staal: heeft goede corrosieweerstand, mechanische eigenschappen en verwerkingseigenschappen, relatief lage kosten, is een van de veelgebruikte materialen in metalen 3D -printen, kan worden gebruikt om een verscheidenheid aan mechanische onderdelen, gereedschappen, medische apparaten, medische apparaten, enzovoort te produceren.
Aluminiumlegering: lage dichtheid, hoge sterkte, goede thermische geleidbaarheid, geschikt voor productieonderdelen met hoge gewichtsvereisten, zoals auto -motorcilinderblok, structurele onderdelen in de ruimtevaart, enz.
Op nikkel gebaseerde legering: met uitstekende hoge temperatuursterkte, corrosieweerstand en oxidatieresistentie, wordt het vaak gebruikt bij de productie van componenten op hoge temperatuur zoals vliegtuigmotoren en gasturbines.
voordeel
Hoge mate van ontwerpvrijheid: het vermogen om de productie van complexe vormen en structuren te bereiken, zoals roosterstructuren, topologisch geoptimaliseerde structuren, enz., Die moeilijk of onmogelijk te bereiken zijn in traditionele productieprocessen, biedt een grotere innovatieruimte voor productontwerp, en kan lichtere, krachtige onderdelen produceren.
Verminder het aantal onderdelen: meerdere onderdelen kunnen in een geheel worden geïntegreerd, waardoor het verbinding- en assemblageproces tussen onderdelen wordt verminderd, de productie -efficiëntie wordt verbeterd, de kosten verlagen, maar ook de betrouwbaarheid en stabiliteit van het product verbeteren.
Snelle prototyping: het kan in korte tijd een prototype van een product produceren, de productontwikkelingscyclus versnellen, onderzoeks- en ontwikkelingskosten verlagen en ondernemingen helpen producten sneller op de markt te brengen.
Aangepaste productie: Volgens de individuele behoeften van klanten kunnen unieke producten worden vervaardigd om te voldoen aan de speciale vereisten van verschillende klanten, geschikt voor medische implantaten, sieraden en andere aangepaste velden.
Beperking
Slechte oppervlaktekwaliteit: de oppervlakteruwheid van de gedrukte metalen onderdelen is relatief hoog en na behandeling is vereist, zoals slijpen, polijsten, zandstralen, enz., Om de oppervlakteafwerking te verbeteren, waardoor de productiekosten en tijd worden verhoogd.
Interne defecten: er kunnen interne defecten zijn zoals poriën, niet -gebruikte deeltjes en onvolledige fusie tijdens het afdrukproces, die de mechanische eigenschappen van de onderdelen beïnvloeden, met name bij de toepassing van hoge belasting en cyclische belasting, het is noodzakelijk om het optreden te verminderen van interne defecten door de parameters van het afdrukproces te optimaliseren en geschikte nabewerkingsmethoden aan te nemen.
Materiaalbeperkingen: hoewel de soorten metalen 3D-printmaterialen beschikbaar zijn, zijn er nog steeds bepaalde materiaalbeperkingen in vergelijking met traditionele productiemethoden, en sommige krachtige metalen materialen zijn moeilijker af te drukken en zijn de kosten hoger.
Kostenproblemen: de kosten van metalen 3D-printapparatuur en -materialen zijn relatief hoog en de afdruksnelheid is traag, wat niet zo kosteneffectief is als traditionele productieprocessen voor grootschalige productie, en is momenteel voornamelijk geschikt voor kleine batch, aangepaste productie en gebieden met hoge productprestaties en kwaliteitsvereisten.
Technische complexiteit: metal 3D -printen omvat complexe procesparameters en procescontrole, die professionele operators en technische ondersteuning vereist, en vereist een hoog technisch niveau en ervaring van operators.
Toepassingsveld
Aerospace: gebruikt om aero-motormessen, turbineschijven, vleugelstructuren, satellietonderdelen, enz. Te produceren die het gewicht van onderdelen kunnen verminderen, de brandstofefficiëntie kunnen verbeteren, de productiekosten kunnen verlagen en de hoge prestaties en betrouwbaarheid van onderdelen kunnen waarborgen.
AUTOMOBILE: productie van auto -motorcilinderblok, transmissieschaal, lichtgewicht structurele onderdelen, enz., Om een lichtgewicht ontwerp van auto's te bereiken, het brandstofverbruik en de prestaties te verbeteren.
Medical: de productie van medische apparaten, kunstmatige gewrichten, tandheelkundige orthesen, implanteerbare medische hulpmiddelen, enz., Volgens de individuele verschillen tussen de op maat gemaakte productie van patiënten, de geschiktheid van medische apparaten en behandelingseffecten verbeteren.
Schimmelproductie: schimmels in de productie van spuitgastende schimmels, enz., Verkort de schimmelproductiecyclus, verlagen de kosten, verbetert de nauwkeurigheid en complexiteit van de schimmel.
Elektronica: vervaardiging van radiatoren, schalen, printplaten van elektronische apparatuur, enz., Om geïntegreerde productie van complexe structuren te bereiken, het prestaties en het warmtedissipatie -effect van elektronische apparatuur te verbeteren.
Sieraden: Volgens de creativiteit van de ontwerper en de behoeften van de klant, kan een verscheidenheid aan unieke sieraden worden vervaardigd om de productie -efficiëntie en productpersonalisatie te verbeteren.
Posttijd: nov-22-2024