Metallinen 3D-tulostus

Lyhyt kuvaus:

Metallinen 3D-tulostus onprosessi osien muodostamiseksi kuumentamalla, sintraamalla, sulattamalla ja jäähdyttämällä metallijauhetta laser- tai elektronisädeskannauksella tietokoneen ohjaamana. 3D-tulostus ei tarvitse hometta, muodostaen nopeasti, korkeat kustannukset, sopii näytteille ja pienille erille.

Lähetä sähköpostia meille Lataa PDF-tiedostona

Tuotetiedot

Metallinen 3D-tulostus (3DP) on eräänlainen nopea prototyyppitekniikka. Se on digitaaliseen mallitiedostoon perustuva tekniikka, joka käyttää metallijauhetta tai muovia ja muita liimamateriaaleja esineiden rakentamiseen kerrostulostuksella. Ero metallisen 3D-tulostuksen ja muovisen 3D-tulostuksen välillä: Nämä ovat kahta tekniikkaa. Metalli-3D-tulostuksen raaka-aine on metallijauhe, joka valmistetaan ja painetaan korkean lämpötilan laser sintrauksella. Muoviseen 3D-tulostukseen käytetty materiaali on nestettä, joka säteilee nestemäiseen materiaaliin eri aallonpituuksilla ultraviolettisäteillä, mikä johtaa polymerointireaktioon ja kovettumiseen.

1. Metallinen 3D-tulostus

1. metallisen 3D-tulostuksen edut

A. Osien nopea prototyyppien valmistus

Tässä tekniikassa voidaan käyttää ohuita metallijauhemateriaaleja monimutkaisten muotojen tuottamiseen, joita ei voida toteuttaa perinteisellä tekniikalla, kuten valu, taonta ja jalostus.

3D-tulostuksella on perinteisiin valmistusprosesseihin verrattuna monia etuja, kuten:

A. korkea materiaalien yleinen käyttöaste;

B. ei tarvitse avata muottia, vähemmän valmistusprosessia ja lyhyt sykli;

C Valmistusjakso on lyhyt. Erityisesti monimutkaisten muotojen osien 3D-tulostus vie viidesosan tai jopa kymmenesosan tavallisesta työstöajasta

D. voidaan valmistaa monimutkaisen rakenteen osia, kuten sisäinen konformaalinen virtauskanava;

E. ilmainen suunnittelu mekaanisten ominaisuuksien vaatimusten mukaan ottamatta huomioon valmistusprosessia.

Sen painonopeus ei ole suuri, ja sitä käytetään yleensä yksittäisten tai pienten eräosien nopeaan valmistamiseen ilman muotin avaamisen kustannuksia ja aikaa. Vaikka 3D-tulostus ei sovellu massatuotantoon, sitä voidaan käyttää erilaisten muottien nopeaan valmistukseen massatuotantoa varten.

2 .metallisen 3D-tulostuksen haitat

Metallinen 3D-tulostus tarjoaa uusia suunnittelumahdollisuuksia, kuten useiden komponenttien integrointi tuotantoprosessiin materiaalinkäytön ja muotin käsittelykustannusten minimoimiseksi.

A). Metallisten 3D-tulostusosien poikkeama on yleensä suurempi kuin + / -0,10 mm, eikä tarkkuus ole yhtä hyvä kuin tavallisten työstökoneiden.

B) Metallin 3D-tulostuksen lämpökäsittelyominaisuudet muuttuvat: metallin 3D-tulostuksen myyntipiste on pääasiassa erittäin tarkka ja outo muoto. Jos teräsosien 3D-tulostus lämpökäsitellään, osat menettävät tarkkuuden tai ne on käsiteltävä uudelleen työstökoneilla

Osa perinteisestä materiaalin vähennyskoneistuksesta voi tuottaa erittäin ohuen kovettavan kerroksen osien pinnalle. 3D-tulostus ei ole niin hyvää. Lisäksi teräsosien laajeneminen ja supistuminen ovat vakavia työstöprosessissa. Osien lämpötilalla ja painovoimalla on vakava vaikutus tarkkuuteen

2. Metalli-3D-tulostukseen käytetyt materiaalit

Se sisältää ruostumatonta terästä (AISI316L), alumiinia, titaania, Inconel (Ti6Al4V) (625 tai 718) ja martensiittiterästä.

1) .työkalut ja martensiittiteräkset

2). ruostumaton teräs.

3). Seos: 3D-tulostusmateriaalien yleisimmin käytetty metallijauheseos ovat puhdas titaani ja titaaniseos, alumiiniseos, nikkelipohjainen seos, koboltti-kromiseos, kuparipohjainen seos jne.

Kupari 3D-tulostusosat

Teräksiset 3D-tulostusosat

Alumiini 3D-tulostusosat

3D-tulostusmuotti

3. Metallinen 3D-tulostus

Metalli-3D-tulostustekniikoita on viisi erilaista: SLS, SLM, npj, linssi ja EBSM.

1). selektiivinen lasersintraus (SLS)

SLS koostuu jauhesylinteristä ja muodostussylinteristä. Jauhesylinterin mäntä nousee. Jauhe levitetään jauhe tasaisesti muodostussylinterille. Tietokone ohjaa lasersäteen kaksiulotteista skannausraitaa prototyypin viipalemallin mukaan. Kiinteä jauhemateriaali sintrataan valikoivasti osan muodostamiseksi kerrokseksi. Yhden kerroksen valmistuttua työmäntä putoaa yhden kerroksen paksuuden, jauheen levitysjärjestelmä levittää uutta jauhetta ja ohjaa lasersädettä uuden kerroksen skannaamiseksi ja sintraamiseksi. Tällä tavalla sykli toistetaan kerrokselta kerrallaan, kunnes kolmiulotteiset osat muodostuvat.

2). selektiivinen lasersulatus (SLM)

Laserselektiivisen sulatustekniikan perusperiaate on suunnitella osan kolmiulotteinen kiinteä malli käyttämällä kolmiulotteista mallinnusohjelmistoa, kuten Pro / E, UG ja CATIA tietokoneella, ja sitten leikata kolmiulotteinen malli läpi viipalointiohjelmisto, hanki kunkin osan profiilitiedot, luo profiilitiedoista täyttöskannauspolku ja laite ohjaa lasersäteen valikoivaa sulatusta näiden täyttöskannauslinjojen mukaisesti. Jokainen metallijauhemateriaalikerros pinotaan vähitellen kolmen mittasuhteiset metalliosat. Ennen kuin lasersäde alkaa skannata, jauheen levityslaite työntää metallijauheen muodostussylinterin pohjalevylle ja sitten lasersäde sulattaa jauheen pohjalevyllä nykyisen kerroksen täyttöskannauslinjan mukaisesti ja käsittelee nykyinen kerros ja sitten muodostussylinteri laskeutuu kerroksen paksuusetäisyydelle, jauhesylinteri nousee tietyn paksuusetäisyyden, jauheen levityslaite levittää metallijauheen käsitellylle nykyiselle kerrokselle ja laite säätää Syötä seuraavan kerroksen ääriviivan tiedot ja sitten prosessoi kerrokselta kerrallaan, kunnes koko osa on käsitelty.

3). nanohiukkasten ruiskutusmetallien muodostus (NPJ)

Tavallinen metallin 3D-tulostustekniikka on käyttää laseria metallijauhepartikkeleiden sulattamiseen tai sintraamiseen, kun taas npj-tekniikka ei käytä jauheen muotoa vaan nestemäistä tilaa. Nämä metallit kääritään nesteen muodossa olevaan putkeen ja asetetaan 3D-tulostimeen, joka käyttää metallinanohiukkasia sisältävää "sulaa rautaa" ruiskuttamaan muotoonsa 3D-tulostuksessa. Etuna on, että metalli painetaan sulalla raudalla, koko malli on pehmeämpi ja tavallista mustesuihkutulostuspäää voidaan käyttää työkaluna. Kun tulostus on valmis, rakennuskammio haihduttaa ylimääräisen nesteen lämmittämällä, jolloin vain metalliosa jää

4). laser lähellä verkon muotoilua (linssi)

Laser lähellä verkon muotoilua (linssi) -tekniikka käyttää laser- ja jauhekuljetuksen periaatetta samanaikaisesti. Kappaleen 3D CAD-malli leikataan tietokoneella ja saadaan osan 2D-tason ääriviivatiedot. Nämä tiedot muunnetaan sitten NC-työpöydän liikeradaksi. Samanaikaisesti metallijauhe syötetään laserin fokusointialueelle tietyllä syöttönopeudella, sulaa ja kiinteytyy nopeasti, ja sitten lähellä olevat verkon osat voidaan saada pinoamalla pisteitä, viivoja ja pintoja. Muodostuneita osia voidaan käyttää ilman tai vain vähän käsittelyä. Linssi pystyy toteuttamaan metalliosien muotitonta valmistusta ja säästämään paljon kustannuksia.

5). elektronisuihkusulatus (EBSM)

Elektronisäteen sulatustekniikan kehitti ja käytti ensin Ruotsissa toimiva arcam-yritys. Sen periaatteena on käyttää elektroniaseita ampumaan elektronisäteen tuottama tiheä energia taipuman ja tarkennuksen jälkeen, mikä saa skannatun metallijauhekerroksen tuottamaan korkean lämpötilan paikallisella pienellä alueella, mikä johtaa metallihiukkasten sulamiseen. Elektronisäteen jatkuva pyyhkäisy saa pienet sulametallialtaat sulamaan ja kiinteytymään toisiinsa ja muodostamaan lineaarisen ja pintakerroksen liitoksen jälkeen.

Edellä mainituista viidestä metallipainoteknologiasta SLS (selektiivinen lasinsintraus) ja SLM (selektiivinen lasinsulatus) ovat valtavirran sovellustekniikoita metallipainossa.

4. Metallinen 3D-tulostus

Sitä käytetään usein muottien valmistuksessa, teollisessa suunnittelussa ja muilla aloilla mallien valmistamiseen, ja sitten sitä käytetään vähitellen joidenkin tuotteiden suorassa valmistuksessa ja sitten sitä käytetään vähitellen joidenkin tuotteiden suorassa valmistuksessa. Tällä tekniikalla on jo painettuja osia. Teknologiaa on sovellettu koruihin, jalkineisiin, teolliseen suunnitteluun, arkkitehtuuriin, tekniikkaan ja rakentamiseen (AEC), auto-, ilmailu-, ilmailu-, hammas- ja lääketeollisuuteen, koulutukseen, maantieteellisiin tietojärjestelmiin, maa- ja vesirakentamiseen, ampuma-aseisiin ja muille aloille.

Metalli-3D-tulostusta, jolla on suoran muovaamisen, ei muotin, yksilöllisen suunnittelun ja monimutkaisen rakenteen, korkean hyötysuhteen, alhaisen kulutuksen ja edullisten kustannusten edut, on käytetty laajalti petrokemian tekniikan sovelluksissa, ilmailuteollisuudessa, autoteollisuudessa, ruiskuvalumuotissa, kevytmetalliseoksesta , lääketieteellinen hoito, paperiteollisuus, sähköteollisuus, elintarvikkeiden jalostus, korut, muoti ja muut alat.

Metallipainatuksen tuottavuus ei ole korkea, yleensä sitä käytetään yksittäisten tai pienten erien nopeaan valmistamiseen ilman muotin avaamisen kustannuksia ja aikaa. Vaikka 3D-tulostus ei sovellu massatuotantoon, sitä voidaan käyttää erilaisten muottien nopeaan valmistukseen massatuotantoa varten.

1). teollisuuden alalla

Tällä hetkellä monet teollisuusosastot ovat käyttäneet metallisia 3D-tulostimia päivittäisinä koneina. 3D-tulostustekniikkaa käytetään melkein prototyyppien valmistuksessa ja mallintuotannossa. Samalla sitä voidaan käyttää myös joidenkin suurten osien valmistuksessa

3D-tulostin tulostaa osat ja kokoaa ne sitten. Perinteiseen valmistusprosessiin verrattuna 3D-tulostustekniikka voi lyhentää aikaa ja alentaa kustannuksia, mutta myös lisätä tuotantoa.

2). terveysala

Metalli-3D-tulostusta käytetään laajalti lääketieteen alalla, erityisesti hammaslääketieteessä. Toisin kuin muut leikkaukset, metalli-3D-tulostusta käytetään usein hammasimplanttien tulostamiseen. 3D-tulostustekniikan käytön suurin etu on räätälöinti. Lääkärit voivat suunnitella implantteja potilaan erityistilojen mukaan. Tällä tavalla potilaan hoitoprosessi vähentää kipua ja leikkauksen jälkeen on vähemmän ongelmia.

3). korut

Tällä hetkellä monet korujen valmistajat ovat siirtymässä 3D-hartsi- ja vahamuottituotannosta metalliseen 3D-tulostukseen. Ihmisten elintason jatkuvan parantumisen myötä korujen kysyntä on myös suurempi. Ihmiset eivät enää pidä tavallisista koruista markkinoilla, mutta haluavat saada ainutlaatuisia räätälöityjä koruja. Siksi koruteollisuuden tulevaisuuden kehitystrendi on toteuttaa räätälöinti ilman hometta, jonka joukossa metallisella 3D-tulostuksella on erittäin tärkeä rooli.

4). Ilmailu

Monet maailman maat ovat alkaneet käyttää metallista 3D-tulostustekniikkaa kansallisen puolustuksen, ilmailu- ja muiden alojen kehityksen saavuttamiseksi. GE: n maailman ensimmäinen 3D-tulostustehdas, joka on rakennettu Italiassa, on vastuussa osien valmistamisesta hyppysuihkumoottoreille, mikä todistaa metallisen 3D-tulostuksen kyvyn.

5). Autoteollisuus

Metalliteollisuuden 3D-tulostuksen käyttöaika autoteollisuudessa ei ole liian pitkä, mutta sillä on suuri potentiaali ja nopea kehitys. Tällä hetkellä BMW, Audi ja muut tunnetut autovalmistajat tutkivat vakavasti, kuinka käyttää metallista 3D-tulostustekniikkaa tuotantotilan uudistamiseen

Metalli-3D-tulostusta ei rajoita suoraan muodostettujen, nopeiden ja tehokkaiden osien monimutkainen muoto, eikä se vaadi suuria muotin investointeja, mikä soveltuu nykyaikaiseen valmistukseen. Sitä kehitetään ja sovelletaan nopeasti nyt ja tulevaisuudessa. Jos sinulla on metalliosia, jotka tarvitsevat 3D-tulostusta, ota meihin yhteyttä.