Metal 3D -udskrivning

For nylig lavede vi en demonstration af metal3D -udskrivning, og vi afsluttede det meget vellykket, så hvad er metal3D -udskrivning? Hvad er dens fordele og ulemper?

Metal 3D-udskrivning er en additiv fremstillingsteknologi, der bygger tredimensionelle genstande ved at tilføje metalmaterialer lag for lag. Her er en detaljeret introduktion til metal 3D -udskrivning:

Teknisk princip
Selektiv lasersintring (SLS): Brugen af ​​laserstråler med høj energi til selektivt at smelte og sinter metalpulvere, opvarmning af pulvermaterialet til en temperatur lidt under dets smeltepunkt, så metallurgiske bindinger mellem pulverpartikler dannes og bygger derved objektlaget efter lag. I udskrivningsprocessen lægges et ensartet lag af metalpulver først på udskrivningsplatformen, og derefter scanner laserstrålen pulveret i henhold til tværsnitsformen på objektet, så det scannede pulver smelter og størkner sammen, efter Færdiggørelse af et lag med trykning, platformen falder en bestemt afstand og spreder derefter et nyt lag pulver, gentag ovenstående proces, indtil hele objektet er trykt.
Selektiv lasersmeltning (SLM): Ligner SLS, men med højere laserenergi kan metalpulveret være fuldstændigt smeltet til at danne en tættere struktur, højere densitet og bedre mekaniske egenskaber kan opnås, og styrken og nøjagtigheden af ​​de trykte metaldele er højere, tæt på eller endda overskrider de dele, der er produceret af den traditionelle fremstillingsproces. Det er velegnet til fremstilling af dele i rumfart, medicinsk udstyr og andre felter, der kræver høj præcision og ydeevne.
Elektronstråle -smeltning (EBM): Brug af elektronstråler som en energikilde til at smelte metalpulvere. Elektronstrålen har egenskaberne ved høj energitæthed og høj scanningshastighed, som hurtigt kan smelte metalpulver og forbedre udskrivningseffektiviteten. Udskrivning i et vakuummiljø kan undgå reaktionen af ​​metalmaterialer med ilt under udskrivningsprocessen, som er velegnet til udskrivning af titanlegering, nikkelbaseret legering og andre metalmaterialer følsomme over for iltindhold, ofte brugt i rumfart, medicinsk udstyr og andet højt -ende felter.
Metalmateriale ekstrudering (mig): Materiale ekstruderingsbaseret fremstillingsmetode, gennem ekstruderingshovedet for at ekstrudere metalmaterialet i form af silke eller pasta, og på samme tid for at varme og helbrede, for at opnå lag ved lagakkumuleringsstøbning. Sammenlignet med lasersmeltningsteknologi er investeringsomkostningerne lavere, mere fleksible og praktiske, især egnede til tidlig udvikling i kontormiljøet og det industrielle miljø.
Almindelige materialer
Titaniumlegering: Har fordelene ved høj styrke, lav densitet, god korrosionsbestandighed og biokompatibilitet, der er vidt brugt i rumfart, medicinsk udstyr, bil- og andre felter, såsom flysmotorblade, kunstige samlinger og andre dele fremstilling.
Rustfrit stål: Har god korrosionsbestandighed, mekaniske egenskaber og behandlingsegenskaber, relativt lave omkostninger, er et af de almindeligt anvendte materialer i metal 3D -udskrivning, kan bruges til at fremstille en række mekaniske dele, værktøjer, medicinske udstyr og så videre.
Aluminiumslegering: lav densitet, høj styrke, god termisk ledningsevne, egnet til fremstilling af dele med høje vægtkrav, såsom bilmotorcylinderblok, luftfartsstrukturelle dele osv.
Nikkelbaseret legering: Med fremragende styrke med høj temperatur, korrosionsbestandighed og oxidationsmodstand bruges det ofte til fremstilling af høje temperaturkomponenter, såsom flymotorer og gasturbiner.
fordel
Høj grad af designfrihed: Evnen til at opnå fremstilling af komplekse former og strukturer, såsom gitterstrukturer, topologisk optimerede strukturer osv., Som er vanskelige eller umulige at opnå i traditionelle fremstillingsprocesser, giver større innovationsrum til produktdesign, og kan producere lettere, højtydende dele.
Reducer antallet af dele: Flere dele kan integreres i en helhed, hvilket reducerer forbindelsen og monteringsprocessen mellem dele, forbedrer produktionseffektiviteten, reducerer omkostningerne, men forbedrer også produktets pålidelighed og stabilitet.
Hurtig prototype: Det kan producere en prototype af et produkt på kort tid, fremskynde produktudviklingscyklussen, reducere forsknings- og udviklingsomkostninger og hjælpe virksomheder med at bringe produkter til markedet hurtigere.
Tilpasset produktion: I henhold til kundernes individuelle behov kan unikke produkter fremstilles for at imødekomme de særlige krav fra forskellige kunder, der er egnede til medicinske implantater, smykker og andre tilpassede felter.
Begrænsning
Dårlig overfladekvalitet: Overfladesruheden af ​​de trykte metaldele er relativt høj, og efterbehandlingen er påkrævet, såsom slibning, polering, sandblæsning osv., For at forbedre overfladefinish, hvilket øger produktionsomkostningerne og tiden.
Interne defekter: Der kan være interne defekter, såsom porer, uforbrugte partikler og ufuldstændig fusion under udskrivningsprocessen, der påvirker de mekaniske egenskaber ved delene, især i anvendelsen af ​​høj belastning og cyklisk belastning, det er nødvendigt at reducere forekomsten af interne defekter ved at optimere udskrivningsprocesparametrene og vedtage passende efterbehandlingsmetoder.
Materielle begrænsninger: Selvom de typer af tilgængelige metal 3D-udskrivningsmaterialer øges, er der stadig visse materielle begrænsninger sammenlignet med traditionelle fremstillingsmetoder, og nogle højtydende metalmaterialer er vanskeligere at udskrive, og omkostningerne er højere.
Omkostningsproblemer: Omkostningerne ved metal 3D-udskrivningsudstyr og materialer er relativt høje, og udskrivningshastigheden er langsom, hvilket ikke er så omkostningseffektive som traditionelle fremstillingsprocesser til storstilet produktion og er i øjeblikket hovedsageligt egnet til lille batch, tilpasset produktion og områder med høje produktydelser og kvalitetskrav.
Teknisk kompleksitet: Metal 3D -udskrivning involverer komplekse procesparametre og processtyring, som kræver professionelle operatører og teknisk support og kræver højt teknisk niveau og erfaring fra operatører.
Anvendelsesfelt
Luftfart: Bruges til at fremstille aero-motorblade, turbinediske, vingestrukturer, satellitdele osv., Som kan reducere vægten af ​​dele, forbedre brændstofeffektiviteten, reducere produktionsomkostningerne og sikre de høje ydelse og pålidelighed af dele.
Automobile: Fremstilling af bilcylinderblok, transmissionsskal, lette strukturelle dele osv. For at opnå let design af biler, forbedre brændstoføkonomien og ydeevnen.
Medicinsk: Produktion af medicinsk udstyr, kunstige samlinger, tandlæge -orthotik, implanterbart medicinsk udstyr osv. Ifølge de individuelle forskelle mellem patienter, der er tilpasset fremstilling, forbedrer den medicinske udstyr og behandlingseffekter egnethed.
Formfremstilling: Fremstillingsinjektionsforme, die støbeforme osv. Forkortet forme fremstillingscyklus, reducer omkostningerne, forbedre formenes nøjagtighed og kompleksitet.
Elektronik: Fremstilling af radiatorer, skaller, kredsløbskort med elektronisk udstyr osv. For at opnå integreret fremstilling af komplekse strukturer, forbedre ydelsen og varmeafledningseffekten af ​​elektronisk udstyr.
Smykker: I henhold til designerens kreativitet og kundebehov kan en række unikke smykker fremstilles for at forbedre produktionseffektiviteten og produktpersonaliseringen.