Kopš 3D drukāšanas tehnoloģijas parādīšanās 3D drukas tehnoloģija ir pakāpeniski izmantota faktisko produktu ražošanā. Tostarp īpaši strauja ir metāla materiālu 3D drukas tehnoloģijas attīstība. Valsts aizsardzības jomā attīstītās valstis Eiropā un ASV piešķir lielu nozīmi metāla 3D drukas tehnoloģiju attīstībai un iegulda milzīgas naudas summas pētniecībā. Metāla daļu 3D drukāšana vienmēr ir bijusi izpētes un pielietojuma uzmanības centrā. Tas var ne tikai drukāt veidnes un velosipēdus, bet arī drukāt nebijušus jaunus ieročus, un tas pat var drukāt lielu aprīkojumu, piemēram, automašīnas un lidmašīnas. Kā jauna veida inteliģenta ražošanas tehnoloģija metāla 3D drukāšana ir parādījusi ļoti plašu pielietojuma perspektīvu, un tā ir parādījusi spēcīgu attīstības impulsu vairākās jomās, piemēram, iekārtu projektēšanā un ražošanā, aprīkojuma atbalstīšanā un aviācijā.
1 Metāla 3D drukas tehnoloģijas pārskats
1.1. Pamata pārskats
Metāla 3D drukāšanas tehnoloģijas pamatideja pirmo reizi radās Amerikas Savienotajās Valstīs 19. gadsimta beigās, taču tā izveidojās tikai -1980gadu vidū. 1986. gadā amerikānis Čārlzs Hols izgudroja pirmo 3D printeri. mana valsts sāka pētīt 3D drukāšanas tehnoloģiju 1991. gadā. Ap 2000. gadu šie procesi sāka pakāpeniski attīstīties no laboratorijas pētījumiem līdz inženierijai un produkcijas ražošanai. Tolaik to sauca par ātro prototipēšanu (RP), tas ir, maketiem pirms paraugu izstrādes. Tagad to sauc arī par ātrās prototipēšanas tehnoloģiju, aditīvo ražošanu. Tomēr sabiedrības akceptēšanas ērtībai šī jaunā tehnoloģija tiek saukta par 3D drukāšanu. 3D druka ir sava veida ātrās prototipēšanas tehnoloģija. Tā ir tehnoloģija, kuras pamatā ir digitālā modeļa dizains, izmantojot savienojamus materiālus, piemēram, pulverveida metālu vai sveķus, un trīsdimensiju objektu konstruēšanu, "piedevu" drukājot slāni pa slānim. Metāla 3D drukāšana ir saukta par "pagājušā gadsimta domu un tehnoloģiju, šī gadsimta tirgu". Turklāt mana valsts nesen ir panākusi izrāvienu metāla 3D drukāšanas kosmosa jomā. Ķīnas kosmosa nozare ir panākusi jaunu izrāvienu, un 3D drukāto metāla detaļu svars ir samazināts no 3 kg līdz 600 g, kas ir svara samazinājums par 80 procentiem.
1.2 Metāla 3D drukas īpašības
1) Augsta precizitāte. Patlaban metāla 3D drukas iekārtu precizitāti pamatā var kontrolēt zem 0,05 mm.
2) Cikls ir īss. Metāla 3D drukāšanai nav nepieciešams veidņu ražošanas process, kas ievērojami saīsina modeļa izgatavošanas laiku. Parasti modeli var izdrukāt dažu stundu vai pat desmitu minūšu laikā.
3) To var personalizēt. Metāla 3D drukāšanai nav ierobežojumu drukāto modeļu skaitam, neatkarīgi no tā, vai vienu vai vairākus var izgatavot par vienādām izmaksām.
4) Materiālu daudzveidība. Metāla 3D drukas sistēma bieži vien var realizēt dažādu materiālu drukāšanu, un šī materiāla daudzveidība var apmierināt dažādu jomu vajadzības.
5) Izmaksas ir salīdzinoši zemas. Lai gan šobrīd metāla 3D drukas sistēmas un metāla materiāli 3D drukāšanai ir salīdzinoši dārgi, ja tos izmanto personalizētu izstrādājumu izgatavošanai, ražošanas izmaksas ir salīdzinoši zemas.
Selektīva lāzera kausēšana (SLM)
SLM ir svarīga metāla 3D drukas jomas sastāvdaļa. Tās attīstības vēsturē ir bijuši tādi posmi kā nemetāla pulvera saķepināšana ar zemu kušanas temperatūru, pulvera ar zemu kušanas temperatūru pārklājumu ar augstu kušanas temperatūru pulvera saķepināšana un augsta kušanas temperatūras pulvera tieša kausēšana. Teksasas Universitāte Ostinā pirmo reizi iesniedza patenta pieteikumu 1986. gadā un veiksmīgi izstrādāja pirmo SLM iekārtu 1988. gadā. Tajā tiek izmantota smalki fokusēta vieta, lai ātri izkausētu iepriekš iestatītā pulvera materiālā ar lielumu 30-51 μm, un var gandrīz tieši. iegūt jebkuru formu. Kā arī funkcionālās daļas ar pilnu metalurģisko savienojumu. Blīvums var sasniegt gandrīz 100 procentus, izmēru precizitāte var sasniegt 20-50 μm, un virsmas raupjums var sasniegt 20-30 μm. Tā ir ātra prototipu veidošanas tehnoloģija ar lielām attīstības perspektīvām.
SLM liešanas materiāli galvenokārt ir vienkomponenta metāla pulveri, tostarp austenīta nerūsējošais tērauds, sakausējumi uz niķeļa bāzes, titāna sakausējumi, kobalta-hroma sakausējumi un dārgmetāli. Lāzera stars ātri izkausē metāla pulveri un iegūst nepārtrauktu kausēšanas kanālu, kas var tieši iegūt gandrīz blīvas metāla daļas ar gandrīz jebkuru formu, pilnīgu metalurģisko savienojumu un augstu precizitāti. Tā ir metāla detaļu 3D drukas tehnoloģija ar lielām attīstības perspektīvām. Tās pielietojuma klāsts ir paplašināts, iekļaujot kosmosa, mikroelektronikas, medicīnas, juvelierizstrādājumu un citās nozarēs.
SLM procesā ir vairāk nekā 50 ietekmējošie faktori, un ir sešas kategorijas, kurām ir būtiska ietekme uz formēšanas efektu: materiāla īpašības, lāzera un optiskā ceļa sistēmas, skenēšanas funkcijas, formēšanas atmosfēra, formēšanas ģeometriskās īpašības un aprīkojuma faktori. . Šobrīd pētnieki gan pašmāju, gan ārzemēs galvenokārt veic procesu izpēti un pielietojuma izpēti par augstākminētajiem ietekmējošiem faktoriem, ar mērķi novērst formēšanas procesa defektus un uzlabot veidņu detaļu kvalitāti. Runājot par procesu izpēti, svarīgie procesa parametri SLM formēšanas procesā ir lāzera jauda, skenēšanas ātrums, pulvera slāņa biezums, skenēšanas attālums, skenēšanas stratēģija utt. Apvienojot dažādus procesa parametrus, var optimizēt formēšanas kvalitāti.
JR ir iesaistījies 3D drukāšanā vairāk nekā 10 gadus, lūdzu, sazinieties ar mums, lai uzzinātu vairāk par mūsu metāla 3D drukāšanu.