1. Pārskats par 3D drukāšanas metāla tehnoloģiju
Metāla pulvera saķepināšana (SLM), ko dažkārt dēvē par 3D drukāšanas metāla tehnoloģiju, ir novatorisks ražošanas paņēmiens, kurā metāla detaļas tiek drukātas tieši no metāla pulvera. Augsta precizitāte, liela efektivitāte un liela radošā brīvība ir pārpilnība, ja šī metode materiālus saliek slāni pa slānim, lai izveidotu sarežģītas formas metāla daļas.
Metāla 3D drukāšanas laikā skrāpis uz veidojošā cilindra pamatnes uzliek metāla pulvera slāni, un lāzera stars selektīvi izkausē pulveri atkarībā no katra detaļas slāņa šķērsgriezuma profila, lai apstrādātu pašreizējo slāni. Pacelšanas sistēma samazina viena šķērsgriezuma slāņa augstumu, kad ir pabeigts viens saķepināšanas slānis, un pēc tam uzliek vēl vienu metāla pulvera slāni, lai saķepinātu nākamo slāni. Slānis pa slānim šis process tiek turpināts, līdz visa porcija ir saķepināta. Viss formēšanas process tiek veikts apstrādes kamerā, kas ir evakuēta vai piepildīta ar aizsarggāzi, lai novērstu metāla mijiedarbību ar citām gāzēm augstās temperatūrās.
2. Salīdzinājums starp lietā metāla un 3D drukātā metāla izturību
mehāniskā efektivitāte
Parasti 3D drukātiem metāla izstrādājumiem ir līdzīgas mehāniskās īpašības kā ražotajiem metāliem. 3D drukas tehnoloģijas precīza materiālu sadalījuma un mikrostruktūras kontrole palīdz radīt metāla priekšmetus ar lielu izturību, cietību un nodilumizturību. No otras puses, cietēšanas procesā lietie metāli ir pakļauti trūkumiem, tostarp porainībai un ieslēgumiem, kas varētu ietekmēt to mehāniskās īpašības.
Dizaina brīvības
Īpaša dizaina elastība un 3D drukas tehnoloģija var radīt grūti iegūt sarežģītas formas, izmantojot parastās liešanas metodes. Pateicoties konstrukcijas optimizācijai, šī dizaina brīvība palīdz 3D drukātajām metāla detaļām būt vieglām, vienlaikus garantējot izturību. Piemēram, aviācijas un kosmosa nozarē 3D drukas tehnoloģija var maksimāli palielināt gaisa kuģu sastāvdaļu uzbūvi, tādējādi samazinot svaru un palielinot lidojuma efektivitāti, vienlaikus izpildot izturības standartus.
Materiālu izmantošanas likme
Metāla 3D drukas metode ļoti labi izmanto materiālus. Veidnes ierobežojumi un materiāla elastība nozīmē, ka visā liešanas procesā rodas daudz atkritumu. Precīzi drukājot atbilstoši gabalu reālajai formai un izmēram, 3D drukas tehnoloģija ievērojami samazina materiālu atkritumu daudzumu. Līdztekus ražošanas izmaksu samazināšanai tas palielina resursu izmantošanas efektivitāti.
Pēcapstrādes tehnoloģiskie sasniegumi
Parasti pēc drukāšanas 3D drukātiem metāla priekšmetiem ir nepieciešama pēcapstrāde, tostarp mehāniskā apstrāde, pārklāšana un termiskā apstrāde. Šīs pēcapstrādes metodes palīdz vēl vairāk palielināt daļas izturību un elastību. Lai gan metāla gabalu liešana pēcapstrādē ir diezgan vienkārša, bieži vien ir grūti sasniegt 3D drukāto metāla detaļu precizitāti un veiktspēju.
3. 3D drukas metāla tehnoloģiju priekšrocības un grūtības
Izmantojot struktūras optimizāciju, lai samazinātu nevajadzīgo materiālu daudzumu, tādējādi samazinot detaļu svaru, 3D drukas tehnoloģija var nodrošināt vieglu dizainu.
3D drukas tehnoloģija var radīt grūti sasniedzamas sarežģītas formas, kas apmierina noteiktas vajadzības, ar kurām tradicionālās liešanas metodes nevar izpildīt.
3D drukāto metāla detaļu augstā precizitāte un laba virsmas kvalitāte palīdz apmierināt augstas precizitātes lietojumu vajadzības.
Ātra ražošana, ko nodrošina 3D drukas tehnoloģija, ir piemērota mazu partiju ražošanai un pielāgotām prasībām.
Problēma
Šobrīd diezgan dārgās 3D drukas metāla tehnoloģijas visvairāk ietekmē iekārtu un materiālu izmaksas.
Materiālu ierobežojumi: 3D drukāšanas metāla tehnoloģijā tiek izmantots maz materiālu, un daži no tiem drukāšanas laikā ir pakļauti deformācijai un plaisāšanai.
Izmēru ierobežojums: 3D drukāšanas metāla tehnoloģija šobrīd nav piemērota liela izmēra objektu izgatavošanai, jo pastāv karstums.
4.3D drukāšanas metāla tehnoloģija: lietišķie korpusi
Kosmosa zona
3D drukāšana tiek plaši izmantota aviācijas un kosmosa nozarē, lai ražotu dzinēju sastāvdaļas, gaisa kuģu konstrukcijas daļas un daudz ko citu. Šīm daļām ir nepieciešama ne tikai liela izturība un izturība, bet arī vieglas īpašības. Izmantojot strukturālo dizainu un materiālu izplatīšanu, 3D drukas tehnoloģija ir efektīvi izpildījusi šos kritērijus.
Automobiļu ražošanas joma
Sarežģītas formas sastāvdaļas, tostarp dzinēja cilindru galvas un ieplūdes kolektori, tiek ražoti automobiļu ražošanas jomā, izmantojot 3D drukas tehnoloģijas. Šīm detaļām ir nepieciešama ne tikai lieliska veiktspēja un precizitāte, bet arī ātra ražošanas iespēja. Pateicoties precīzai materiāla mikrostruktūras kontrolei, 3D drukas tehnoloģija efektīvi apmierina šīs vajadzības.
Medicīnas profesija
3D drukāšanas tehnoloģija tiek izmantota medicīnas nozarē, lai ražotu implantus un ķirurģiskās rokasgrāmatas. Šie rīki prasa lielu bioloģisko saderību un augstu precizitāti. Pateicoties precīzai materiāla formas un izmēra kontrolei, 3D drukas tehnoloģija ir efektīvi izpildījusi šos kritērijus.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-aluminium-led-radiator.html