Metāla 3D druka
Īss apraksts:
Metāla 3D druka irdetaļu veidošanas process, karsējot, saķepinot, kausējot un atdzesējot metāla pulveri ar datora vadību, skenējot lāzeru vai elektronu staru. 3D drukāšanai nav nepieciešama pelējuma, veidojot ātri, dārgi, piemērotu paraugu un mazu partiju ražošanai.
Metāla 3D druka (3DP) ir sava veida ātras prototipu veidošanas tehnoloģija. Tā ir tehnoloģija, kuras pamatā ir digitālā modeļa fails, kurā metālu vai plastmasas pulveri un citus līmējošus materiālus izmanto objektu konstruēšanai ar slāņdrukas palīdzību. Atšķirība starp metāla 3D drukāšanu un plastmasas 3D drukāšanu: šīs ir divas tehnoloģijas. Metāla 3D drukāšanas izejviela ir metāla pulveris, ko ražo un izdrukā ar lāzera augstas temperatūras saķepināšanu. Plastmasas 3D drukāšanai izmantotais materiāls ir šķidrs, ko uz šķidru materiālu izstaro dažāda viļņa garuma ultravioletie stari, kā rezultātā notiek polimerizācijas reakcija un sacietēšana.
1. Metāla 3D drukāšanas raksturojums
1. metāla 3D drukāšanas priekšrocības
A. Ātra detaļu prototipēšana
B. Šī tehnoloģija var izmantot plānus metāla pulvera materiālus, lai iegūtu sarežģītas formas, kuras nevar realizēt ar tradicionālām tehnoloģijām, piemēram, liešanu, kalšanu un apstrādi.
3D drukāšanai, salīdzinot ar tradicionālajiem ražošanas procesiem, ir daudz priekšrocību, tostarp:
A. augsts materiālu kopējais izmantošanas līmenis;
B. nav nepieciešams atvērt veidni, mazāk ražošanas procesa un īsa cikla;
C Ražošanas cikla laiks ir īss. Īpaši sarežģītu formu detaļu 3D drukāšana aizņem vienu piektdaļu vai pat desmito daļu no parastās apstrādes laika
D. var ražot daļas ar sarežģītu struktūru, piemēram, iekšējo konformālo plūsmas kanālu;
E. bezmaksas dizains atbilstoši mehānisko īpašību prasībām, neņemot vērā ražošanas procesu.
Tā drukāšanas ātrums nav liels, un to parasti izmanto vienas vai mazu partiju ātrai ražošanai, bez pelējuma atvēršanas izmaksām un laika. Lai gan 3D druka nav piemērota masveida ražošanai, to var izmantot dažādu masveida ražošanai paredzētu dažādu formu ātrai ražošanai.
2 .metāla 3D drukāšanas trūkumi
Metāla 3D druka piedāvā jaunas dizaina iespējas, piemēram, vairāku komponentu integrēšanu ražošanas procesā, lai samazinātu materiālu izmantošanu un veidņu apstrādes izmaksas.
A). Metāla 3D drukas detaļu novirze parasti ir lielāka par + / -0,10 mm, un precizitāte nav tik laba kā parastajiem darbgaldiem.
B) Metāla 3D drukāšanas termiskās apstrādes īpašība tiks deformēta: metāla 3D drukāšanas pārdošanas punkts galvenokārt ir augstas precizitātes un dīvainas formas. Ja tērauda detaļu 3D drukāšana tiek termiski apstrādāta, detaļas zaudēs precizitāti vai arī tās būs jāpārstrādā ar darbgaldiem
Daļa no tradicionālās materiāla samazināšanas apstrādes uz detaļu virsmas var radīt ļoti plānu sacietēšanas slāni. 3D drukāšana nav tik laba. Turklāt tērauda detaļu izplešanās un saraušanās ir nopietna apstrādes procesā. Daļu temperatūra un smagums nopietni ietekmēs precizitāti
2. Metāla 3D drukāšanai izmantotie materiāli
Tajā ietilpst nerūsējošais tērauds (AISI316L), alumīnijs, titāns, Inconel (Ti6Al4V) (625 vai 718) un martensīta tērauds.
1). Darbarīki un martensīta tēraudi
2). nerūsējošais tērauds.
3). Sakausējums: 3D drukas materiāliem visplašāk izmantotais metāla pulvera sakausējums ir tīrs titāns un titāna sakausējums, alumīnija sakausējums, niķeļa bāzes sakausējums, kobalta hroma sakausējums, vara bāzes sakausējums utt.
Vara 3D drukāšanas daļas
Tērauda 3D drukāšanas detaļas
Alumīnija 3D drukāšanas daļas
3D drukas veidnes ieliktnis
3. Metāla 3D drukāšanas veidi
Ir piecu veidu metāla 3D drukāšanas tehnoloģijas: SLS, SLM, npj, objektīvs un EBSM.
1). selektīvā lāzera saķepināšana (SLS)
SLS sastāv no pulvera cilindra un veidojoša cilindra. Pulvera cilindra virzulis paceļas. Pulvera klājējs pulveri vienmērīgi uzklāj uz veidojošā cilindra. Dators kontrolē lāzera stara divdimensiju skenēšanas celiņu atbilstoši prototipa šķēles modelim. Cietais pulvera materiāls tiek selektīvi saķepināts, veidojot daļas slāni. Pēc viena slāņa pabeigšanas darba virzulis nokrīt viena slāņa biezumā, pulvera izkliedēšanas sistēma izklāj jaunu pulveri un kontrolē lāzera staru, lai skenētu un saķepinātu jauno slāni. Tādā veidā cikls tiek atkārtots slānis pa slānim, līdz tiek izveidotas trīsdimensiju daļas.
2). selektīvā lāzera kausēšana (SLM)
Lāzera selektīvās kausēšanas tehnoloģijas pamatprincips ir projektēt detaļas trīsdimensiju cieto modeli, izmantojot datorā trīsdimensiju modelēšanas programmatūru, piemēram, Pro / E, UG un CATIA, pēc tam sagrieziet trīsdimensiju modeli caur sagriešanas programmatūru, iegūstiet katras sadaļas profila datus, no profila datiem ģenerējiet aizpildīšanas skenēšanas ceļu, un aprīkojums kontrolēs lāzera stara selektīvu kušanu atbilstoši šīm pildīšanas skenēšanas līnijām. Katrs metāla pulvera materiāla slānis pakāpeniski tiek sakrauts trīs dimensiju metāla daļas. Pirms lāzera stars sāk skenēt, pulvera izkliedēšanas ierīce nospiež metāla pulveri uz veidojošā cilindra pamatplāksnes, un pēc tam lāzera stars izkausē pulveri uz pamatnes atbilstoši pašreizējā slāņa iepildīšanas skenēšanas līnijai un apstrādā pašreizējais slānis, un pēc tam veidojošais cilindrs nolaižas slāņa biezuma attālumā, pulvera cilindrs paceļas noteiktu biezuma attālumu, pulvera izkliedēšanas ierīce izklāj metāla pulveri uz apstrādātā pašreizējā slāņa un iekārta pielāgo Ievadiet nākamā slāņa kontūras datus apstrādi, un pēc tam apstrādājiet slāni pa slānim, līdz visa daļa tiek apstrādāta.
3). nanodaļiņu izsmidzināšanas metāla veidošana (NPJ)
Parastā metāla 3D drukāšanas tehnoloģija ir lāzera izmantošana metāla pulvera daļiņu kausēšanai vai saķepināšanai, savukārt npj tehnoloģija izmanto nevis pulvera formu, bet gan šķidru stāvokli. Šie metāli tiek iesaiņoti mēģenē šķidruma veidā un ievietoti 3D printerī, kurā, izmantojot 3D drukāšanu, tiek izmantots "izkausēts dzelzs", kas satur metāla nanodaļiņas. Priekšrocība ir tā, ka metāls tiek apdrukāts ar izkausētu dzelzi, viss modelis būs maigāks, un parasto tintes strūklas drukas galviņu var izmantot kā instrumentu. Kad drukāšana ir pabeigta, celtniecības kamera iztvaicēs šķidruma pārpalikumu, atstājot tikai metāla daļu
4). lāzers pie tīkla veidošanas (lēca)
Lāzera neto veidošanas (lēcu) tehnoloģijā vienlaikus tiek izmantots lāzera un pulvera transporta princips. Detaļas 3D CAD modeli sagriež ar datoru, un tiek iegūti detaļas 2D plaknes kontūras dati. Pēc tam šie dati tiek pārveidoti par NC darba galda kustības joslu. Tajā pašā laikā metāla pulveris tiek ievadīts lāzera fokusa zonā ar noteiktu padeves ātrumu, ātri izkusis un sacietē, un pēc tam tuvās tīkla formas daļas var iegūt, sakraujot punktus, līnijas un virsmas. Izveidotās daļas var izmantot bez apstrādes vai tikai ar nelielu apstrādes apjomu. Lens var realizēt metāla detaļu ražošanu bez pelējuma un ietaupīt daudz izmaksu.
5). elektronu kūļa kušana (EBSM)
Elektronu staru kausēšanas tehnoloģiju pirmo reizi izstrādāja un izmantoja arcam uzņēmums Zviedrijā. Tās princips ir izmantot elektronu lielgabalu, lai šautu augsta blīvuma enerģiju, ko ģenerē elektronu stars pēc novirzes un fokusa, kas skenētajam metāla pulvera slānim vietējā mazā vietā rada augstu temperatūru, izraisot metāla daļiņu kušanu. Nepārtraukta elektronu kūļa skenēšana liks mazajiem izkausētajiem metāla baseiniem izkausēt un sacietēt viens otru, un pēc savienojuma tie veidos lineāru un virszemes metāla slāni.
Starp iepriekšminētajām piecām metāla apdrukas tehnoloģijām SLS (selektīvā lāzera saķepināšana) un SLM (selektīva lāzera kausēšana) ir galvenās pielietošanas tehnoloģijas metālu apdrukā.
4. Metāla 3D drukāšanas pielietošana
To bieži izmanto veidņu ražošanā, rūpnieciskajā dizainā un citās jomās, lai izgatavotu modeļus, un pēc tam to pamazām izmanto dažu produktu tiešā ražošanā, un pēc tam to pakāpeniski izmanto dažu produktu tiešā ražošanā. Ar šo tehnoloģiju jau ir izdrukātas detaļas. Tehnoloģijai ir juvelierizstrādājumi, apavi, rūpnieciskais dizains, arhitektūra, inženierzinātnes un celtniecība (AEC), automobiļu, aviācijas, kosmosa, zobārstniecības un medicīnas nozares, izglītība, ģeogrāfiskās informācijas sistēmas, civilā būvniecība, šaujamieroči un citas jomas.
Metāla 3D druka ar tiešas formēšanas, bez pelējuma, personalizēta dizaina un sarežģītas struktūras, augstas efektivitātes, zemu patēriņu un zemām izmaksām priekšrocībām ir plaši izmantota naftas ķīmijas inženierzinātnēs, aviācijā, kosmētikā, automobiļu ražošanā, iesmidzināšanas veidnēs, vieglmetālu sakausējumu liešanā , ārstniecība, papīra rūpniecība, enerģētika, pārtikas pārstrāde, rotaslietas, mode un citas jomas.
Metāla apdrukas produktivitāte nav augsta, parasti to izmanto vienas vai mazu partiju ātrai ražošanai bez pelējuma atvēršanas izmaksām un laika. Lai gan 3D druka nav piemērota masveida ražošanai, to var izmantot dažādu masveida ražošanai paredzētu dažādu formu ātrai ražošanai.
1). rūpniecības nozarē
Pašlaik daudzas rūpniecības nodaļas kā ikdienas mašīnas ir izmantojušas metāla 3D printerus. Prototipu ražošanā un modeļu ražošanā gandrīz tiek izmantota 3D drukāšanas tehnoloģija. Tajā pašā laikā to var izmantot arī dažu lielu detaļu ražošanā
3D printeris izdrukā detaļas un pēc tam tās samontē. Salīdzinot ar tradicionālo ražošanas procesu, 3D drukāšanas tehnoloģija var saīsināt laiku un samazināt izmaksas, bet arī panākt lielāku ražošanu.
2). medicīnas jomā
Metāla 3D druka tiek plaši izmantota medicīnas jomā, īpaši zobārstniecībā. Atšķirībā no citām operācijām, metāla 3D drukāšanu bieži izmanto zobu implantu drukāšanai. 3D drukāšanas tehnoloģijas izmantošanas lielākā priekšrocība ir pielāgošana. Ārsti var izstrādāt implantus atbilstoši pacientu īpašajiem apstākļiem. Tādā veidā pacienta ārstēšanas process mazinās sāpes, un pēc operācijas būs mazāk nepatikšanas.
3). rotaslietas
Pašlaik daudzi juvelierizstrādājumu ražotāji pārveido no sveķu 3D drukas un vaska veidņu izgatavošanas uz metāla 3D drukāšanu. Nepārtraukti uzlabojot cilvēku dzīves līmeni, pieprasījums pēc rotaslietām ir lielāks. Cilvēkiem tirgū vairs nepatīk parastās rotaslietas, bet viņi vēlas iegūt unikālas, pielāgotas rotaslietas. Tāpēc juvelierizstrādājumu nozares nākotnes attīstības tendence būs realizēt pielāgošanu bez pelējuma, starp kurām metāla 3D drukai būs ļoti svarīga loma.
4). Aviācijas un kosmosa nozare
Daudzas pasaules valstis ir sākušas izmantot metāla 3D drukāšanas tehnoloģiju, lai sasniegtu valsts aizsardzības, aviācijas un citu jomu attīstību. GE pirmā 3D drukāšanas rūpnīca pasaulē, kas uzbūvēta Itālijā, ir atbildīga par lēciena reaktīvo dzinēju detaļu izgatavošanu, kas pierāda metāla 3D drukāšanas spējas.
5). Automobiļi
Metāla 3D drukāšanas pielietošanas laiks automobiļu rūpniecībā nav pārāk ilgs, taču tam ir liels potenciāls un strauja attīstība. Pašlaik BMW, Audi un citi labi pazīstami automobiļu ražotāji nopietni pēta, kā izmantot metāla 3D drukāšanas tehnoloģiju, lai pārveidotu ražošanas režīmu
Metāla 3D drukāšanu neierobežo detaļu sarežģītā forma, tieši veidota, ātra un efektīva, un tai nav nepieciešami lieli pelējuma ieguldījumi, kas ir piemēroti mūsdienīgai ražošanai. To izstrādās un ātri izmantos tagad un nākotnē. Ja jums ir metāla detaļas, kurām nepieciešama 3D druka, lūdzu, sazinieties ar mums.
Metāla 3D drukāšanu neierobežo detaļu sarežģītā forma, tieši veidota, ātra un efektīva, un tai nav nepieciešami lieli pelējuma ieguldījumi, kas ir piemēroti mūsdienīgai ražošanai. To izstrādās un ātri izmantos tagad un nākotnē. Ja jums ir metāla detaļas, kurām nepieciešama 3D druka,lūdzu, sazinieties ar mums.
