Fém 3D nyomtatás
Rövid leírás:
A fém 3D nyomtatásalkatrészek képződésének folyamata a fémpor melegítésével, szinterelésével, olvasztásával és hűtésével számítógépes vezérléssel lézerrel vagy elektronnyaláb-beolvasással. A 3D nyomtatáshoz nincs szükség penészre, gyors, magas költségű kialakításra, amely alkalmas a minta és a kis tétel gyártására.
A fém 3D nyomtatás (3DP) egyfajta gyors prototípus-készítési technológia. Ez egy digitális modellfájlon alapuló technológia, amely porfémet vagy műanyagot és más ragasztóanyagokat használ az objektumok rétegnyomtatással történő elkészítésére. A különbség a fém 3D nyomtatás és a műanyag 3D nyomtatás között: Ez két technológia. A fém 3D nyomtatás alapanyaga a fémpor, amelyet magas hőmérsékletű lézeres szintereléssel állítanak elő és nyomtatnak. A műanyag 3D nyomtatáshoz használt anyag folyékony, amelyet különböző hullámhosszúságú ultraibolya sugarak sugároznak a folyékony anyagra, ami polimerizációs reakciót és keményedést eredményez.
1. A fém 3D nyomtatás jellemzői
1. a fém 3D nyomtatás előnyei
A. Az alkatrészek gyors prototípus készítése
B. Ezzel a technológiával vékony fémporok felhasználhatók olyan összetett alakzatok előállítására, amelyek hagyományos technológiával, például öntéssel, kovácsolással és feldolgozással nem valósíthatók meg.
A hagyományos gyártási folyamatokkal összehasonlítva a 3D nyomtatásnak számos előnye van, többek között:
A. az anyagok magas általános felhasználási aránya;
B. nincs szükség a forma kinyitására, kevesebb gyártási folyamat és rövid ciklus;
C A gyártási ciklus ideje rövid. Különösen a bonyolult formájú alkatrészek 3D-s nyomtatása a szokásos megmunkálás idejének ötödét vagy akár tizedét is igénybe veszi
D. összetett felépítésű alkatrészeket lehet gyártani, például belső konform áramlási csatornát;
E. ingyenes tervezés a mechanikai tulajdonságok követelményeinek megfelelően, anélkül, hogy figyelembe kellene venni a gyártási folyamatot.
Nyomtatási sebessége nem nagy, és általában egy vagy kis adagok gyors gyártásához használják, anélkül, hogy a penész kinyílása költsége és ideje lenne. Bár a 3D nyomtatás nem alkalmas tömeggyártásra, felhasználható a tömeggyártáshoz használt különféle formák gyors gyártására.
2 .a fém 3D nyomtatás hátrányai
A fém 3D nyomtatás új tervezési lehetőségeket kínál, például több alkatrész beépítését a gyártási folyamatba az anyagfelhasználás és a penészfeldolgozás költségeinek minimalizálása érdekében.
A). A fém 3D nyomtató alkatrészek eltérése általában nagyobb, mint + / -0,10 mm, és a pontosság nem olyan jó, mint a szokásos szerszámgépeké.
B) A fém 3D nyomtatásának hőkezelési tulajdonságai deformálódnak: a fém 3D nyomtatásának értékesítési pontja elsősorban nagy pontosságú és furcsa forma. Ha az acél alkatrészek 3D nyomtatását hőkezelik, az alkatrészek elveszítik a pontosságot, vagy szerszámgépekkel kell őket újrafeldolgozni
A hagyományos anyagcsökkentő megmunkálás egy része nagyon vékony keményítő réteget eredményezhet az alkatrészek felületén. A 3D nyomtatás nem olyan jó. Ezenkívül az acél alkatrészek tágulása és összehúzódása komoly a megmunkálás során. Az alkatrészek hőmérséklete és gravitációja komoly hatással lesz a pontosságra
2. A fém 3D nyomtatásához használt anyagok
Tartalmaz rozsdamentes acélt (AISI316L), alumíniumot, titánt, Inconelt (Ti6Al4V) (625 vagy 718) és martenzites acélt.
1) .szerszám- és martenzites acélok
2). rozsdamentes acél.
3). Ötvözet: a 3D nyomtatási anyagokhoz a legszélesebb körben használt fémpor ötvözet a tiszta titán és titánötvözet, alumíniumötvözet, nikkelalapú ötvözet, kobalt-krómötvözet, rézalapú ötvözet stb.
Réz 3D nyomtatási alkatrészek
Acél 3D nyomtatási alkatrészek
Alumínium 3D nyomtatási alkatrészek
3D nyomtató penész betét
3. A fém 3D nyomtatás típusai
Ötféle fém 3D nyomtatási technológia létezik: SLS, SLM, npj, lencse és EBSM.
1). szelektív lézeres szinterelés (SLS)
Az SLS egy porhengerből és egy alakító hengerből áll. A porhenger dugattyúja felemelkedik. A port egyengetően egyenletesen fekteti az alakító hengerre. A számítógép vezérli a lézersugár kétdimenziós letapogatási pályáját a prototípus szeletmodellje szerint. A szilárd poranyagot szelektíven szinterelik, hogy az alkatrészréteget képezzen. Egy réteg elkészülte után a működő dugattyú egy réteg vastagságot csökken, a poreloszlató rendszer új port terít, és a lézersugarat vezérli az új réteg beolvasására és szinterelésére. Ily módon a ciklus rétegenként megismétlődik, amíg a háromdimenziós részek kialakulnak.
2). szelektív lézeres olvasztás (SLM)
A lézeres szelektív olvasztási technológia alapelve az alkatrész háromdimenziós szilárd modelljének megtervezése a számítógépen található háromdimenziós modellező szoftverek, például a Pro / E, UG és CATIA felhasználásával, majd a háromdimenziós modell szeletelése a szeletelő szoftvert, szerezze be az egyes szakaszok profiladatait, állítsa elő a kitöltési letapogatási utat a profiladatokból, és a berendezés ezeknek a töltési letapogató vonalaknak megfelelően vezérli a lézersugár szelektív olvadását. A fémporanyag minden rétegét fokozatosan három dimenziós fém alkatrészek. Mielőtt a lézersugár pásztázni kezdene, a porszóró eszköz a fémport rátolja az alakító henger alaplemezére, majd a lézersugár megolvasztja a port az alaplapon az aktuális réteg töltési letapogatási vonala szerint, és feldolgozza a aktuális réteget, majd az alakító henger leereszkedik egy rétegvastagsági távolságra, a porhenger bizonyos vastagságú távolságot emelkedik, a pormegszóró eszköz a fémport eloszlatja a feldolgozott áramrétegen, és a berendezés beállítja Adja meg a következő réteg kontúrjának adatait feldolgozás, majd rétegenként feldolgozás, amíg a teljes rész feldolgozásra nem kerül.
3). nanorészecske permetező fémképző (NPJ)
A fém szokásos 3D nyomtatási technológiája a lézer használata a fémporrészecskék megolvasztására vagy szinterelésére, míg az npj technológia nem por alakú, hanem folyékony állapotot használ. Ezeket a fémeket egy csőbe csomagolják folyadék formájában, és egy 3D nyomtatóba helyezik, amely fém nanorészecskéket tartalmazó "olvadt vasat" használ a fém 3D nyomtatásakor. Előnye, hogy a fémet olvasztott vaszal nyomtatják, az egész modell lágyabb lesz, és a közönséges tintasugaras nyomtatófej használható eszközként. A nyomtatás befejeztével az építési kamra a felesleges folyadékot melegítéssel elpárologtatja, és csak a fémrész marad
4). lézer a háló közelében (lencse)
A lézeres közeli formázó (lencse) technológia egyszerre használja a lézer és a por transzport elvét. Az alkatrész 3D CAD modelljét számítógép szeleteli, és megkapja az alkatrész 2D sík kontúr adatait. Ezeket az adatokat ezután átalakítják az NC munkaasztal mozgássávjává. Ugyanakkor a fémport egy bizonyos adagolási sebességgel a lézer fókuszterületére vezetik, gyorsan megolvadnak és megszilárdulnak, majd a közeli háló alakú részeket pontok, vonalak és felületek egymásra rakásával kaphatják meg. A kialakított alkatrészek kis mennyiségű feldolgozás nélkül vagy csak kis mennyiségben használhatók fel. A lencse képes megvalósítani a fém alkatrészek formamentes gyártását, és rengeteg költséget takaríthat meg.
5.) elektronnyaláb-olvasztás (EBSM)
Az elektronnyaláb-olvasztási technológiát először az arcam cég fejlesztette ki és használta Svédországban. Elve az, hogy elektronpisztollyal hajlítja be az elektronnyaláb által előállított nagy sűrűségű energiát az elhajlás és a fókuszálás után, ami a letapogatott fémporréteg hatására helyi hőmérsékleten magas hőmérsékletet generál, ami fémrészecskék megolvadásához vezet. Az elektronnyaláb folyamatos pásztázása az apró olvadt fémkészleteket megolvasztja és megszilárdítja, és a csatlakozás után a lineáris és a felszíni fémréteget képezi.
A fenti öt fémnyomtatási technológia közül az SLS (szelektív lézeres szinterelés) és az SLM (szelektív lézeres olvasztás) a fő alkalmazási technológia a fémnyomtatásban.
4. Fém 3D nyomtatás alkalmazása
Gyakran használják a penészgyártásban, az ipari formatervezésben és más területeken modellek készítéséhez, majd fokozatosan alkalmazzák egyes termékek közvetlen gyártásában, majd fokozatosan egyes termékek közvetlen gyártásában. Már vannak olyan részek, amelyeket ezzel a technológiával nyomtatnak. A technológiát alkalmazzák ékszerek, lábbelik, ipari tervezés, építészet, mérnöki és építőipar (AEC), autóipar, repülőgépipar, fogorvosi és orvosi ipar, oktatás, földrajzi információs rendszerek, mélyépítés, lőfegyverek és más területeken.
A fém 3D nyomtatást a közvetlen formázás, a penész nélküli forma, a személyre szabott tervezés és az összetett szerkezet, a magas hatékonyság, az alacsony fogyasztás és az alacsony költségek előnyeivel széles körben alkalmazták petrolkémiai mérnöki alkalmazásokban, repülőgépiparban, autóiparban, fröccsöntő formában, könnyűfém ötvözet öntvényben , orvosi kezelés, papíripar, energiaipar, élelmiszer-feldolgozás, ékszerek, divat és más területeken.
A fémnyomtatás termelékenysége nem magas, általában egy vagy kis adagok gyors gyártására használják, anélkül, hogy a penész kinyílása költsége és ideje lenne. Bár a 3D nyomtatás nem alkalmas tömeggyártásra, felhasználható a tömeggyártáshoz használt különféle formák gyors gyártására.
1). ipari szektor
Jelenleg sok ipari részleg a fém 3D nyomtatókat használta napi gépeiként. A prototípusgyártásban és a modellgyártásban a 3D nyomtatási technológiát szinte alkalmazzák. Ugyanakkor néhány nagy alkatrész gyártásához is felhasználható
A 3D nyomtató kinyomtatja az alkatrészeket, majd összeállítja őket. A hagyományos gyártási eljárással összehasonlítva a 3D nyomtatási technológia lerövidítheti az időt és csökkentheti a költségeket, ugyanakkor nagyobb termelést is elérhet.
2). orvosi terület
A fém 3D nyomtatást széles körben használják az orvosi területen, különösen a fogászatban. Más műtétektől eltérően a fém 3D nyomtatást gyakran használják a fogászati implantátumok kinyomtatására. A 3D nyomtatási technológia használatának legnagyobb előnye a testreszabás. Az orvosok megtervezhetik az implantátumokat a betegek sajátos körülményeinek megfelelően. Ily módon a beteg kezelési folyamata csökkenti a fájdalmat, a műtét után kevesebb baj lesz.
3). ékszerek
Jelenleg sok ékszergyártó átalakítja a gyanta 3D nyomtatást és a viaszforma gyártást a fém 3D nyomtatásig. Az emberek életszínvonalának folyamatos javulásával az ékszerek iránti kereslet is nagyobb. Az emberek már nem szeretik a hétköznapi ékszereket a piacon, hanem egyedi egyedi ékszereket szeretnének. Ezért az ékszeripar jövőbeli fejlődési trendje lesz a testreszabás penész nélküli megvalósítása, amelyek között a fém 3D nyomtatás nagyon fontos szerepet játszik.
4). Repülés
A világ számos országában elkezdték használni a fém 3D nyomtatási technológiát a honvédelem, az űrkutatás és más területek fejlődésének elérése érdekében. A GE első, Olaszországban épített 3D-s nyomtatóüzemének feladata az ugró sugárhajtóművek alkatrészeinek gyártása, ami bizonyítja a fém 3D nyomtatás képességét.
5.) Autóipari
A fém 3D nyomtatás alkalmazási ideje az autóiparban nem túl hosszú, de nagy potenciállal és gyors fejlődéssel rendelkezik. Jelenleg a BMW, az Audi és más ismert autógyártók komolyan tanulmányozzák, hogyan lehetne felhasználni a fém 3D nyomtatási technológiát a gyártási mód átalakításához
A fém 3D nyomtatást nem korlátozza az alkatrészek közvetlenül kialakított, gyors és hatékony összetett formája, és nem igényel nagy penészgondolást, amely alkalmas a modern gyártásra. Most és a jövőben is gyorsan fejleszteni és alkalmazni fogják. Ha olyan fém alkatrészei vannak, amelyek 3D nyomtatást igényelnek, kérjük, lépjen kapcsolatba velünk.
A fém 3D nyomtatást nem korlátozza az alkatrészek összetett formája, közvetlenül kialakítva, gyors és hatékony, és nem igényel nagy penészgondot, amely alkalmas a modern gyártásra. Most és a jövőben is gyorsan fejleszteni és alkalmazni fogják. Ha olyan fém alkatrészei vannak, amelyek 3D nyomtatást igényelnek,kérjük lépjen kapcsolatba velünk.
