Faceți aliajul de titan mai puternic - Cinci tehnologii de imprimare 3D din metal

În zilele noastre, odată cu dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei, tehnologia de imprimare 3D din metal cu avantajele producției pe termen scurt, producției la cerere și prototipării rapide face posibile multe lucruri imposibile.

În prezent, pe piață există cinci tehnologii de imprimare 3D de metal: sinterizarea selectivă cu laser (SLS), formarea cu jet de metal cu nanoparticule (NPJ), topirea selectivă cu laser (SLM), modelarea cu laser aproape de net (LENS) și topirea selectivă cu fascicul de electroni ( tehnologia EBSM). Mai jos, voi prezenta baza

c principiile de lucru ale acestor cinci tehnologii de imprimare 3D din metal.

Principiul de funcționare: un strat de material pulbere este așezat în avans pe bancul de lucru, iar laserul sinterizează partea solidă a pulberii sub controlul computerului în funcție de informațiile de contur interfeței, apoi circulă continuu și se stivuiește strat cu strat pentru a se forma.

Metoda SLS folosește laser infraroșu ca energie, iar materialele de modelare utilizate sunt în mare parte materiale pulbere. În timpul procesării, pulberea este mai întâi preîncălzită la o temperatură puțin mai mică decât punctul său de topire, iar apoi pulberea este aplatizată sub acțiunea unui baston de aplatizare; fasciculul laser este sinterizat selectiv în conformitate cu informațiile în secțiune transversală stratificată sub controlul computerului, iar următorul strat este sinterizat după ce un strat este finalizat, iar acest ciclu se repetă, strat cu strat, până când se formează partea tridimensională. În cele din urmă, pulberea nesinterizată este reciclată în cilindrul de pulbere și piesa turnată este scoasă.

Deoarece această metodă de turnare are caracteristicile unui proces de fabricație simplu, flexibilitate ridicată, gamă largă de selecție a materialelor, preț ieftin al materialului, cost scăzut, rată ridicată de utilizare a materialului și viteză rapidă de turnare, este utilizată în principal în industria de turnare și poate fi utilizată. pentru a face direct matrițe rapide.

Principiu de funcționare: În primul rând, metalul este încărcat în imprimanta 3D sub formă de lichid, iar lichidul care conține nanoparticule de metal este utilizat pentru turnarea prin injecție în timpul imprimării. Apoi excesul de lichid este evaporat prin încălzire pentru a părăsi piesa metalică, iar în final turnarea este finalizată prin sinterizare la temperatură joasă.

Această metodă de turnare poate folosi un cap de imprimare cu jet de cerneală obișnuit ca unealtă, iar structura suport poate fi topită și îndepărtată prin tehnologie specială fără nicio forță externă. Deoarece este îndepărtat prin topire, poate fi adăugat la infinit în teorie, oferind designerilor o mai mare libertate. Pe lângă materialele metalice, descoperirea sa în tehnologia ceramică și-a extins aplicația în stomatologie, medicină și domenii industriale specifice.

Principiul de funcționare: Utilizați un fascicul laser de înaltă energie pentru a topi pulberea de aliaj metalic pe secțiunea transversală bidimensională după tăierea modelului tridimensional și imprimați orice structură complexă și piese metalice cu densitate de aproape 100% strat cu strat din de jos în sus.

Tehnologia SLM folosește în principal software CAD tridimensional pentru a proiecta modele tridimensionale și a le exporta în formate de fișiere care pot fi recunoscute prin software-ul de tăiere; tăiați modelul tridimensional și adăugați suport și procesare strat pentru a obține datele de contur în secțiune transversală ale modelului tridimensional; utilizați software-ul de planificare a traseului pentru a scana datele de contur, importați datele planificate pe traseu în echipamentul SLM, iar computerul industrial controlează selecția fasciculului laser în funcție de calea de scanare a fiecărui strat al conturului pentru a topi pulberea de aliaj metalic strat cu strat , și stivuiți-le strat cu strat într-o entitate densă de parte metalică tridimensională.

Avantajele tehnologiei SLM sunt utilizarea ridicată a materialului, precizia dimensională ridicată a pieselor metalice fabricate și designul liber. Limitările sale sunt costurile ridicate ale componentelor echipamentelor, incapacitatea de a realiza producția în masă a produselor și standardele inconsecvente pentru pulberile din aliaje metalice necesare procesării. Prin urmare, SLM este utilizat în principal în domeniul aerospațial, biomedicină și în alte domenii și este potrivit pentru fabricarea de piese metalice prețioase și greu de prelucrat, cum ar fi aliajele de titan și aliajele de nichel.

Principiul de funcționare: computerul tranșează modelul CAD tridimensional al piesei în straturi pentru a obține datele de contur plan bidimensional ale piesei și convertește datele de contur în traiectoria de mișcare a mesei de lucru CNC. În același timp, pulberea metalică este introdusă în zona de focalizare a laserului la o anumită viteză de alimentare cu pulbere și se topește și se solidifică rapid. Prin suprapunerea stratificată a punctelor, liniilor și suprafețelor, se formează în cele din urmă o piesă metalică tridimensională de formă aproape netă.

LENS poate realiza fabricarea fără mucegai a pieselor metalice. Piesele formate au țesuturi dense, caracteristici evidente de topire rapidă, proprietăți mecanice ridicate și pot realiza fabricarea de piese de material neomogene și gradient și prelucrarea pieselor metalice de înaltă rezistență, cum ar fi aliajele de titan.

Principiul de funcționare: În primul rând, modelul CAD tridimensional al piesei este tăiat și stratificat, iar datele discrete obținute sunt introduse în sistemul de formare. După preîncălzire în sistemul de formare, fasciculul de electroni va topi pulberea pre-așezată pe bancul de lucru conform datelor CAD ale piesei. După ce se termină un strat de procesare, bancul de lucru va scădea cu o grosime a stratului, iar apoi următorul strat de pulbere va fi așezat și topit. În același timp, noul strat topit va fuziona cu stratul anterior. Acest proces se repetă, strat cu strat, iar părțile tridimensionale se formează direct.

Tehnologia EBDM are avantajele vitezei rapide de procesare, utilizării ridicate a energiei, poluării scăzute cu vid, stresului rezidual scăzut al componentelor și lipsei de reflexie. Este deosebit de potrivit pentru formarea directă a materialelor metalice active, refractare și fragile și are perspective largi în industria aerospațială, biomedicală, matrițe auto și în alte domenii.