Металічны 3D-друк

Нядаўна мы правялі дэманстрацыю металу3D-друк, і мы выканалі гэта вельмі паспяхова, дык што ж такое метал3D-друкЯкія яго перавагі і недахопы?

3D-друк металам — гэта тэхналогія адытыўнай вытворчасці, якая дазваляе ствараць трохмерныя аб'екты шляхам дадання металічных матэрыялаў пласт за пластом. Вось падрабязнае ўвядзенне ў 3D-друк металам:

Тэхнічны прынцып
Селектыўнае лазернае спяканне (SLS): выкарыстанне высокаэнергетычных лазерных прамянёў для выбарачнага плаўлення і спякання металічных парашкоў, награвання парашкападобнага матэрыялу да тэмпературы крыху ніжэйшай за яго тэмпературу плаўлення, дзякуючы чаму паміж часцінкамі парашка ўтвараюцца металургічныя сувязі, тым самым ствараючы аб'ект пласт за пластом. У працэсе друку спачатку на друкавальную платформу наносіцца раўнамерны пласт металічнага парашка, а затым лазерны прамень скануе парашок у адпаведнасці з формай папярочнага сячэння аб'екта, так што сканаваны парашок плавіцца і застывае разам. Пасля завяршэння пласта друку платформа апускаецца на пэўную адлегласць, а затым наносіцца новы пласт парашка, паўтараючы вышэйзгаданы працэс, пакуль увесь аб'ект не будзе надрукаваны.
Селектыўнае лазернае плаўленне (SLM): падобна да SLS, але з большай энергіяй лазера, металічны парашок можа быць цалкам расплавлены, каб утварыць больш шчыльную структуру, можна атрымаць больш высокую шчыльнасць і лепшыя механічныя ўласцівасці, а трываласць і дакладнасць надрукаваных металічных дэталяў вышэйшыя, блізкія або нават перавышаюць дэталі, вырабленыя традыцыйным вытворчым працэсам. Ён падыходзіць для вырабу дэталяў у аэракасмічнай прамысловасці, медыцынскім абсталяванні і іншых галінах, якія патрабуюць высокай дакладнасці і прадукцыйнасці.
Электронна-прамянёвае плаўленне (ЭПП): выкарыстанне электронных прамянёў у якасці крыніцы энергіі для плаўлення металічных парашкоў. Электронны прамень мае характарыстыкі высокай шчыльнасці энергіі і высокай хуткасці сканавання, што дазваляе хутка расплавіць металічны парашок і павысіць эфектыўнасць друку. Друк у вакууме дазваляе пазбегнуць рэакцыі металічных матэрыялаў з кіслародам падчас працэсу друку, што падыходзіць для друку тытанавых сплаваў, сплаваў на аснове нікеля і іншых металічных матэрыялаў, адчувальных да ўтрымання кіслароду, якія часта выкарыстоўваюцца ў аэракасмічнай прамысловасці, медыцынскім абсталяванні і іншых высакаякасных галінах.
Экструзія металічных матэрыялаў (ЭМ): метад вытворчасці, заснаваны на экструзіі матэрыялу, пры якім металічны матэрыял у выглядзе шоўку або пасты выціскаецца з дапамогай экструзійнай галоўкі, адначасова награваецца і зацвярдзее, каб дасягнуць пластовага назапашвання. У параўнанні з тэхналогіяй лазернага плаўлення, інвестыцыйныя выдаткі ніжэйшыя, больш гнуткія і зручныя, асабліва падыходзяць для ранняй распрацоўкі ў офісных і прамысловых умовах.
Распаўсюджаныя матэрыялы
Тытанавы сплаў: мае перавагі высокай трываласці, нізкай шчыльнасці, добрай каразійнай устойлівасці і біясумяшчальнасці, шырока выкарыстоўваецца ў аэракасмічнай, медыцынскай, аўтамабільнай і іншых галінах, такіх як лапаткі авіяцыйных рухавікоў, штучныя суставы і вытворчасць іншых дэталяў.
Нержавеючая сталь: мае добрую каразійную ўстойлівасць, механічныя ўласцівасці і ўласцівасці апрацоўкі, адносна нізкі кошт, з'яўляецца адным з найбольш распаўсюджаных матэрыялаў у 3D-друку металам, можа быць выкарыстана для вырабу розных механічных дэталяў, інструментаў, медыцынскіх прылад і гэтак далей.
Алюмініевы сплаў: нізкая шчыльнасць, высокая трываласць, добрая цеплаправоднасць, падыходзіць для вырабу дэталяў з высокімі патрабаваннямі да вагі, такіх як блок цыліндраў аўтамабільных рухавікоў, дэталі аэракасмічных канструкцый і г.д.
Нікелевы сплаў: з выдатнай трываласцю пры высокіх тэмпературах, каразійнай устойлівасцю і ўстойлівасцю да акіслення, ён часта выкарыстоўваецца ў вытворчасці высокатэмпературных кампанентаў, такіх як авіяцыйныя рухавікі і газавыя турбіны.
перавага
Высокая ступень свабоды дызайну: магчымасць вырабляць складаныя формы і структуры, такія як рашоткавыя структуры, тапалагічна аптымізаваныя структуры і г.д., якія цяжка або немагчыма дасягнуць у традыцыйных вытворчых працэсах, забяспечвае большую прастору для інавацый у распрацоўцы прадуктаў і дазваляе вырабляць больш лёгкія і высокапрадукцыйныя дэталі.
Зніжэнне колькасці дэталяў: некалькі дэталяў можна аб'яднаць у адно цэлае, што скарачае працэс злучэння і зборкі паміж дэталямі, павышае эфектыўнасць вытворчасці, зніжае выдаткі, а таксама павышае надзейнасць і стабільнасць прадукту.
Хуткае прататыпаванне: яно дазваляе стварыць прататып прадукту за кароткі час, паскорыць цыкл распрацоўкі прадукту, знізіць выдаткі на даследаванні і распрацоўкі, а таксама дапамагчы прадпрыемствам хутчэй вывесці прадукцыю на рынак.
Вытворчасць на заказ: у адпаведнасці з індывідуальнымі патрэбамі кліентаў, могуць быць выраблены унікальныя вырабы, якія адпавядаюць спецыяльным патрабаванням розных кліентаў, прыдатныя для медыцынскіх імплантатаў, ювелірных вырабаў і іншых індывідуальных абласцей.
Абмежаванне
Нізкая якасць паверхні: шурпатасць паверхні надрукаваных металічных дэталяў адносна высокая, і для паляпшэння паверхні патрабуецца наступная апрацоўка, такая як шліфоўка, паліроўка, пяскоструйная апрацоўка і г.д., што павялічвае выдаткі і час вытворчасці.
Унутраныя дэфекты: падчас працэсу друку могуць узнікнуць унутраныя дэфекты, такія як пары, незвараныя часціцы і няпоўнае сплаўленне, якія ўплываюць на механічныя ўласцівасці дэталяў, асабліва пры ўжыванні высокіх і цыклічных нагрузак, таму неабходна паменшыць узнікненне ўнутраных дэфектаў, аптымізаваўшы параметры працэсу друку і выкарыстоўваючы адпаведныя метады пасляапрацоўкі.
Абмежаванні матэрыялаў: Нягледзячы на ​​тое, што тыпы металічных матэрыялаў для 3D-друку павялічваюцца, усё яшчэ існуюць пэўныя абмежаванні матэрыялаў у параўнанні з традыцыйнымі метадамі вытворчасці, а некаторыя высокапрадукцыйныя металічныя матэрыялы складаней друкаваць, і іх кошт вышэйшы.
Праблемы з коштам: кошт абсталявання і матэрыялаў для 3D-друку металам адносна высокі, а хуткасць друку павольная, што не так рэнтабельна, як традыцыйныя вытворчыя працэсы для буйной вытворчасці, і ў цяперашні час у асноўным падыходзіць для невялікіх партый, індывідуальнай вытворчасці і абласцей з высокімі патрабаваннямі да прадукцыйнасці і якасці прадукцыі.
Тэхнічная складанасць: 3D-друк металам прадугледжвае складаныя параметры працэсу і кіраванне працэсам, што патрабуе прафесійных аператараў і тэхнічнай падтрымкі, а таксама высокага тэхнічнага ўзроўню і вопыту аператараў.
Сфера прымянення
Аэракасмічная прамысловасць: выкарыстоўваецца для вырабу лапатак авіяцыйных рухавікоў, дыскаў турбін, канструкцый крылаў, дэталяў спадарожнікаў і г.д., што дазваляе знізіць вагу дэталяў, павысіць эфектыўнасць выкарыстання паліва, знізіць вытворчыя выдаткі і забяспечыць высокую прадукцыйнасць і надзейнасць дэталяў.
Аўтамабіль: вытворчасць блокаў цыліндраў аўтамабільных рухавікоў, абалонак трансмісіі, лёгкіх канструкцыйных дэталяў і г.д. для дасягнення лёгкай канструкцыі аўтамабіляў, паляпшэння эканоміі паліва і прадукцыйнасці.
Медыцынскія вырабы: вытворчасць медыцынскіх прылад, штучных суставаў, стаматалагічных артапедычных вырабаў, імплантуемых медыцынскіх прылад і г.д., у залежнасці ад індывідуальных асаблівасцей пацыентаў, вырабляюцца на заказ, паляпшаюць прыдатнасць медыцынскіх прылад і эфекты лячэння.
Вытворчасць прэс-формаў: вытворчасць ліццёвых формаў, формаў для ліцця пад ціскам і г.д. скарачае цыкл вырабу прэс-формаў, зніжае выдаткі, павышае дакладнасць і складанасць прэс-формы.
Электроніка: вытворчасць радыятараў, карпусоў, друкаваных плат электроннага абсталявання і г.д. для дасягнення інтэграванай вытворчасці складаных канструкцый, паляпшэння прадукцыйнасці і эфекту цеплааддачы электроннага абсталявання.
Ювелірныя вырабы: У залежнасці ад творчасці дызайнера і патрэб кліентаў, можна вырабіць розныя унікальныя ювелірныя вырабы для павышэння эфектыўнасці вытворчасці і персаналізацыі прадукту.