3D tlač kovov

Nedávno sme urobili demonštráciu kovu3D tlač, a dokončili sme to veľmi úspešne, takže čo je kov3D tlačAké sú jeho výhody a nevýhody?

3D tlač kovov je technológia aditívnej výroby, ktorá vytvára trojrozmerné objekty pridávaním kovových materiálov vrstvu po vrstve. Tu je podrobný úvod do 3D tlače kovov:

Technický princíp
Selektívne laserové spekanie (SLS): Použitie vysokoenergetických laserových lúčov na selektívne tavenie a spekanie kovových práškov, pričom sa práškový materiál zahrieva na teplotu mierne pod bodom topenia, čím sa medzi časticami prášku vytvárajú metalurgické väzby, čím sa objekt vytvára vrstvu po vrstve. V procese tlače sa na tlačiarenskú plošinu najprv nanesie rovnomerná vrstva kovového prášku a potom laserový lúč skenuje prášok podľa prierezu objektu, takže skenovaný prášok sa roztaví a stuhne. Po dokončení tlače jednej vrstvy sa plošina spustí o určitú vzdialenosť a potom sa nanesie nová vrstva prášku. Vyššie uvedený postup sa opakuje, kým sa nevytlačí celý objekt.
Selektívne laserové tavenie (SLM): Podobné ako SLS, ale s vyššou laserovou energiou, kovový prášok sa môže úplne roztaviť a vytvoriť hustejšiu štruktúru, dosiahnuť vyššiu hustotu a lepšie mechanické vlastnosti a pevnosť a presnosť vytlačených kovových dielov sú vyššie, blízke alebo dokonca prevyšujú diely vyrobené tradičným výrobným procesom. Je vhodné na výrobu dielov v leteckom priemysle, zdravotníctve a iných oblastiach, ktoré vyžadujú vysokú presnosť a výkon.
Tavenie elektrónovým lúčom (EBM): Použitie elektrónových lúčov ako zdroja energie na tavenie kovových práškov. Elektrónový lúč sa vyznačuje vysokou hustotou energie a vysokou rýchlosťou skenovania, čo umožňuje rýchlo roztaviť kovový prášok a zlepšiť účinnosť tlače. Tlač vo vákuovom prostredí umožňuje vyhnúť sa reakcii kovových materiálov s kyslíkom počas procesu tlače, čo je vhodné na tlač titánových zliatin, zliatin na báze niklu a iných kovových materiálov citlivých na obsah kyslíka, ktoré sa často používajú v leteckom priemysle, zdravotníckych zariadeniach a iných špičkových oblastiach.
Extrúzia kovových materiálov (ME): Výrobná metóda založená na extrúzii materiálu, pri ktorej sa kovový materiál vo forme hodvábu alebo pasty vytláča extrúznou hlavou a súčasne sa zahrieva a vytvrdzuje, čím sa dosiahne akumulácia vrstvy po vrstve. V porovnaní s technológiou laserového tavenia sú investičné náklady nižšie, flexibilnejšie a pohodlnejšie, obzvlášť vhodné pre počiatočný vývoj v kancelárskom a priemyselnom prostredí.
Bežné materiály
Titánová zliatina: má výhody vysokej pevnosti, nízkej hustoty, dobrej odolnosti proti korózii a biokompatibility, široko používaná v leteckom priemysle, zdravotníckych zariadeniach, automobilovom priemysle a iných oblastiach, ako sú napríklad lopatky leteckých motorov, umelé kĺby a výroba iných dielov.
Nerezová oceľ: má dobrú odolnosť proti korózii, mechanické vlastnosti a spracovateľské vlastnosti, relatívne nízke náklady, je jedným z bežne používaných materiálov v 3D tlači kovov, možno ju použiť na výrobu rôznych mechanických súčiastok, nástrojov, zdravotníckych pomôcok atď.
Hliníková zliatina: nízka hustota, vysoká pevnosť, dobrá tepelná vodivosť, vhodná na výrobu dielov s vysokými požiadavkami na hmotnosť, ako sú bloky valcov automobilových motorov, konštrukčné diely leteckého priemyslu atď.
Zliatina na báze niklu: s vynikajúcou pevnosťou pri vysokých teplotách, odolnosťou proti korózii a oxidácii sa často používa pri výrobe vysokoteplotných komponentov, ako sú letecké motory a plynové turbíny.
výhoda
Vysoký stupeň konštrukčnej slobody: Schopnosť dosiahnuť výrobu zložitých tvarov a štruktúr, ako sú mriežkové štruktúry, topologicky optimalizované štruktúry atď., ktoré je ťažké alebo nemožné dosiahnuť v tradičných výrobných procesoch, poskytuje väčší inovačný priestor pre návrh produktov a umožňuje výrobu ľahších, vysoko výkonných dielov.
Zníženie počtu dielov: viacero dielov je možné integrovať do celku, čím sa skracuje proces spájania a montáže medzi dielmi, zvyšuje sa efektivita výroby, znižujú sa náklady, ale aj sa zlepšuje spoľahlivosť a stabilita produktu.
Rýchle prototypovanie: Dokáže vyrobiť prototyp produktu v krátkom čase, zrýchliť cyklus vývoja produktu, znížiť náklady na výskum a vývoj a pomôcť podnikom rýchlejšie uviesť produkty na trh.
Výroba na mieru: Podľa individuálnych potrieb zákazníkov je možné vyrobiť jedinečné produkty, ktoré spĺňajú špeciálne požiadavky rôznych zákazníkov, vhodné pre lekárske implantáty, šperky a iné oblasti na mieru.
Obmedzenie
Nízka kvalita povrchu: Drsnosť povrchu potlačených kovových dielov je relatívne vysoká a na zlepšenie povrchovej úpravy je potrebná dodatočná úprava, ako je brúsenie, leštenie, pieskovanie atď., čo zvyšuje výrobné náklady a čas.
Vnútorné chyby: počas procesu tlače sa môžu vyskytnúť vnútorné chyby, ako sú póry, neroztavené častice a neúplné roztavenie, ktoré ovplyvňujú mechanické vlastnosti dielov, najmä pri aplikácii vysokého a cyklického zaťaženia. Je potrebné znížiť výskyt vnútorných chýb optimalizáciou parametrov procesu tlače a prijatím vhodných metód dodatočného spracovania.
Materiálové obmedzenia: Hoci počet dostupných kovových materiálov pre 3D tlač rastie, v porovnaní s tradičnými výrobnými metódami stále existujú určité materiálové obmedzenia a niektoré vysokovýkonné kovové materiály sa tlačia ťažšie a ich náklady sú vyššie.
Problémy s nákladmi: Náklady na zariadenia a materiály na 3D tlač kovov sú relatívne vysoké a rýchlosť tlače je pomalá, čo nie je také nákladovo efektívne ako tradičné výrobné procesy pre veľkovýrobu a v súčasnosti je vhodné najmä pre malé série, zákazkovú výrobu a oblasti s vysokými požiadavkami na výkon a kvalitu produktu.
Technická zložitosť: 3D tlač kovov zahŕňa zložité procesné parametre a riadenie procesu, čo si vyžaduje profesionálnych operátorov a technickú podporu a vyžaduje si vysokú technickú úroveň a skúsenosti operátorov.
Oblasť použitia
Letectvo: Používa sa na výrobu lopatiek leteckých motorov, turbínových kotúčov, konštrukcií krídel, častí satelitov atď., čo môže znížiť hmotnosť dielov, zlepšiť palivovú účinnosť, znížiť výrobné náklady a zabezpečiť vysoký výkon a spoľahlivosť dielov.
Automobil: Výroba blokov valcov motorov automobilov, škrupín prevodovky, ľahkých konštrukčných dielov atď. s cieľom dosiahnuť ľahkú konštrukciu automobilov, zlepšiť spotrebu paliva a výkon.
Lekárstvo: Výroba zdravotníckych pomôcok, umelých kĺbov, zubných ortopedických pomôcok, implantovateľných zdravotníckych pomôcok atď. sa prispôsobuje individuálnym rozdielom pacientov a zlepšuje sa vhodnosť zdravotníckych pomôcok a liečebné účinky.
Výroba foriem: Výroba vstrekovacích foriem, foriem na tlakové liatie atď. skracuje cyklus výroby foriem, znižuje náklady, zlepšuje presnosť a zložitosť formy.
Elektronika: Výroba radiátorov, krytov, dosiek plošných spojov elektronických zariadení atď. s cieľom dosiahnuť integrovanú výrobu zložitých štruktúr, zlepšiť výkon a efekt odvádzania tepla elektronických zariadení.
Šperky: Podľa kreativity dizajnéra a potrieb zákazníka je možné vyrobiť rôzne jedinečné šperky, aby sa zlepšila efektivita výroby a personalizácia produktu.