Metāla pulvera gultnes saplūšana
Metāla pulvera gultnes kausēšana ir parasti izmantots process metāla 3D drukāšanā, ieskaitot tādus paņēmienus kā DMLS (tieša metāla lāzera saķepināšana), SLM (selektīva lāzera kausēšana) un EBM (elektronu staru kūst). Šīs tehnoloģijas izmanto metāla pulveri kā izejvielu, kuru izkausē un slāņo ar lielas enerģijas siltumu no lāzeriem vai elektronu sijām, lai ražotu metāla detaļas.
DMLS (tiešā metāla lāzera saķepināšana): DMLS tehnoloģiju var izmantot, lai izveidotu objektus no gandrīz jebkura metāla sakausējuma. Drukāšanas procesa laikā uz virsmas vispirms izkliedē ļoti plānu metāla pulvera slāni, un pēc tam lēnām un vienmērīgi iziet cauri virsmai, lai saķeptu šo pulveri. Daļiņas metāla drošinātāja iekšpusē kopā, pat ja tās netiek uzkarsētas līdz pilnīgi izkusušam stāvoklim. Pēc tam uzklājiet un saķepiet papildu pulvera slāni, lai vienlaikus “izdrukātu” vienu objekta šķērsgriezumu. Pēc drukāšanas pabeigšanas objekts lēnām atdzesēs, un lieko pulveri var pārstrādāt un atkārtoti izmantot no celtniecības kameras. Galvenā DMLS priekšrocība ir tā, ka tas ražo objektus bez atlikušā sprieguma un iekšējiem defektiem, kas ir ārkārtīgi svarīgi metāla komponentiem, kas atrodas zem augsta stresa, piemēram, kosmosa vai automobiļu detaļas. Tomēr tā augstās izmaksas ierobežo tā plaši izplatīto pielietojumu.
SLM (selektīva lāzera kausēšana): SLM tehnoloģija izmanto lieljaudas lāzerus, lai pilnībā izkausētu katru metāla pulvera slāni, nevis tikai saķepinātu, kā rezultātā drukāti priekšmeti ir ļoti blīvi un izturīgi. Pašlaik šo procesu var izmantot tikai noteiktiem metāliem, piemēram, nerūsējošā tērauda, instrumentu tēraudam, titānam, kobalta hroma sakausējumiem un alumīnijam. Augstas temperatūras gradients, kas rodas SLM ražošanas laikā, var izraisīt arī stresu un nepareizu izlīdzināšanu galaproduktā, tādējādi sabojājot tā fiziskās īpašības.
EBM (elektronu staru kūstošana): EBM tehnoloģija ir līdzīga SLM, bet kūstošai lāzeru vietā izmanto elektronu starus. Tas var radīt blīvas metāla konstrukcijas, un to galvenokārt izmanto detaļu ražošanai aviācijas un kosmosa rūpniecībā. Lai arī tā piemērojamais metāla diapazons ir ierobežots, var izmantot dažādus metālus, ieskaitot titāna sakausējumus. EBM tehnoloģijas priekšrocība ir tā, ka tā var ražot gandrīz jebkuru ģeometrisko formu ar lielu precizitāti, un tās mehāniskās īpašības var būt salīdzināmas ar kaltajiem metāliem. Tomēr materiālu, mehāniskās un darbības izmaksas ir augstas, un būvniecības lielums ir ierobežots. Metāla pulvera apstrādei ir arī riski, un tā nepieciešama stingra procesa kontrole.
Metāla līmes strūkla
Metāla līmes izsmidzināšanas tehnoloģija izmanto metāla pulvera un līmes maisījumu, kuru ar slāni izsmidzina slānis uz ražošanas gultas caur smidzinātāju. Pēc tam pulvera izkausēšanai un stiprināšanai līmi izmanto lāzeru vai citus siltuma avotus, pakāpeniski konstruējot trīsdimensiju objektu. Šī metode var samazināt izmaksas, salīdzinot ar tieši metāla pulvera lietošanu, jo metāla pulveri var sajaukt ar lētām līmēm.
Parastie procesi: MJF (Multi Jet Fusion), NPJ (nanodaļiņu strūkla).
Tehniskās priekšrocības:
Zemas izmaksas: Metāla pulveri var sajaukt ar lētām līmēm lietošanai.
Augsta dizaina brīvība: var izmantot, lai ražotu sarežģītas ģeometriskas formas un detaļu iekšējās struktūras.
Piemērots dažādiem metāla materiāliem: var apmierināt dažādu nozaru un lietojumprogrammu lauku vajadzības.
Tehniskie trūkumi:
Ražotajām detaļām jāveic sekojoši termiskās apstrādes un attaukošanas procesi, lai noņemtu līmi un iegūtu galīgās metāla detaļas.
Līmeņu klātbūtnes dēļ ražotajām detaļām var būt nestabilas mehāniskās īpašības, kurām nepieciešama stingra materiāla īpašību kontrole un pārbaude.
Virsmas nelīdzenums parasti ir augsts, un, lai izpildītu īpašas prasības, tam var būt nepieciešami papildu virsmas apstrādes procesi.
Tieša enerģijas nogulsnēšanās
Tiešās enerģijas nogulsnēšanās tehnoloģija ietver metāla pulvera vai stieples ekstrudēšanu, ko pēc tam izkausē ar augstas enerģijas avotu, piemēram, plazmas loka, lāzeru vai elektronu staru, ietekmi. Izkausētais metāls nekavējoties veido izkausētu baseinu 3D telpā, un to precīzi novieto robotizēta roka. Šī metode ir diezgan līdzīga metināšanas tehnoloģijai, tāpēc to bieži izmanto bojātu metāla detaļu labīšanai vai to funkcionalitātes uzlabošanai.
Parastie procesi: DED (tieša metāla nogulsnēšanās), WAAM (loka piedevu ražošana), LMD (lāzera materiāla nogulsnēšanās).
Tehniskās priekšrocības:
Liels celtniecības tilpums: spēj ražot lielas metāla detaļas.
Efektīva materiālu izmantošana: materiālu atkritumu samazināšana.
Augstas daļas blīvums un labas mehāniskās īpašības: drukātām detaļām ir lieliskas fizikālās īpašības.
Ātra drukāšanas ātrums: uzlabo ražošanas efektivitāti.
Tehniskie trūkumi:
Slikta detaļu virsmas kvalitāte: parasti ir nepieciešama turpmāka apstrāde un apdare, lai uzlabotu.
Augstas mehāniskās un darbības izmaksas: ieguldījumu aprīkojums un uzturēšanas izdevumi ir salīdzinoši augsti.
Grūtības ieviest mazu informāciju: tehnisko ierobežojumu dēļ dažas smalkas struktūras var nebūt izdrukājamas.
Metāla materiāla ekstrūzija
Metāla materiāla ekstrūzijas tehnoloģija ir paredzēta metāla 3D drukas popularizēšanai, īpaši piemērota maziem un vidējiem uzņēmumiem. Projektēšanas studijas, mehāniskās darbnīcas un mazie ražotāji izmanto šo tehnoloģiju iteratīvā projektēšanai, armatūras un armatūras ražošanai, kā arī maza mēroga ražošanas veikšanai.
Parastie procesi: FDM (sakausēta nogulsnēšanās modelēšana)\/FF (drošinātāju ražošana).
Darba princips: Šī tehnoloģija rada dizaina formas ar slāni ar 3D drukas polimēru pavedieniem vai vadiem, kas piesūcināti ar mazām metāla daļiņām. Pēc tam 3D drukātos komponentus notīra, lai noņemtu līmi, un ievieto saķepināšanas krāsnī, lai metāla daļiņas izkausētu cietā metālā.
Tehniskās priekšrocības:
Zemas izmaksas: ieguldījumu aprīkojums un uzturēšanas izmaksas ir salīdzinoši zemas.
Viegli darbināms un drošs: viegli iemācīties un izmantot.
Tehniskie trūkumi:
Detaļām jāveic attāzes un saķepināšanas process, kas līdzīgs līmes izsmidzinātām detaļām.
Lai novērstu deformāciju, ir daudz ierobežojumu ģeometriskām formām un atbalsta struktūrām.
Daļu augstā porainība ierobežo to spēju sasniegt kaltu metālu mehāniskās īpašības. Salīdzinot ar PBF vai DED, detaļu blīvums ir mazāks, un saraušanās krāsns iekšpusē nav pietiekami precīza.
Citi metāla 3D drukas procesi
Papildus četriem iepriekšminētajiem galvenajiem procesiem ir arī daži citi ievērības cienīgi metāla 3D drukāšanas procesi.
JOULE Drukāšana: Digitālo sakausējumu džoulu drukāšanas tehnoloģija izskatās ļoti līdzīga DED, bet metāla stieple tiek izkausēta, izmantojot strāvu, nevis uzkarsē ar loka vai staru. Tas ievērojami uzlabo drukāšanas ātrumu, ziņojumos parādot, ka stundā var izdrukāt līdz 2 kilogramiem titāna.
Liquid Metal piedevu ražošana: Vader Systems ir novatoriski izstrādājusi šķidru metālu piedevu ražošanas tehnoloģiju. Šī tehnoloģija novieto šķidros metāla pilienus ar slāni 1200 grādu C slānī līdzīgi kā tintes printeri, nodrošinot jaunas iespējas metāla 3D drukāšanai.
Elektroķīmiskā nogulsnēšanās: Exaddon's Ceres Nanoscale Metal 3D printeris izmanto elektroķīmisko nogulsnēšanās tehnoloģiju, lai izveidotu metāla priekšmetus, kas ir daudz mazāki nekā cilvēka mati, parādot ārkārtīgi augstu ražošanas precizitāti.
DLP metāla drukāšana: AdMatec un Prodways nodrošina metāla DLP drukas risinājumus. Šī tehnoloģija ir līdzīga metāla materiāla ekstrūzijai, kurā metāla pulveris tiek sajaukts ar fotopolimēra sveķiem un 3D izdrukātu, lai veidotu komponentus, kuriem nepieciešami sadalīšanās un saķepināšanas procesi.
Aukstā smidzināšanas metāla drukāšana: NASA sākotnēji izstrādāja aukstu smidzināšanas metāla drukas tehnoloģiju, lai izveidotu metāla priekšmetus kosmosā. Tās īpašība ir ātrs drukāšanas ātrums (līdz 6 kilogramiem alumīnija vai vara stundā), bet precizitāte ir nedaudz zemāka. Pašlaik Titomic un SPEE3D uzņēmumi Austrālijā ir šīs tehnoloģijas vadītāji.
Ultraskaņas konsolidācija (UAM): izmantojiet skaņu, lai sasaistītu plānus metāla folijas slāņus kopā un apstrādātu katra slāņa liekās daļas pirms nākamā folijas slāņa. Tāpēc tā ir piedevu ražošanas un atņemšanas ražošanas kombinācija. Fabrisionic's SonicLayer 3D printeru sērija izmanto šo tehnoloģiju.
Lāzera inženierijas tīkla formēšana (objektīvs): tā ir 3D drukas tehnoloģija, kurai nepieciešama ļoti kontrolējama vide. Objektīva procesā skābekļa novēršanai izmanto aizzīmogotu apstrādes kameru, lai samazinātu oksidācijas reakciju risku. Šo kameru parasti notīra ar argona gāzi, lai nodrošinātu, ka apstrādes vide ir pēc iespējas tīrāka. Objektīva lāzera jaudas diapazons ir plašs, sākot no 500 W līdz 4KW, kas ļauj tam apstrādāt dažādus metāla materiālus, piemēram, titānu, nerūsējošo tēraudu un hroma niķeļa dzelzs sakausējumu.
Elektronu staru bezmaksas formas ražošana (EBF3): sākotnēji izstrādājusi NASA un plaši izmantota aviācijas un kosmosa rūpniecībā. Tas var ražot detaļas ar sarežģītām ģeometriskām formām, vienlaikus nodrošinot efektīvu materiālu izmantošanu, tādējādi iegūstot vieglu dizainu, lai ietaupītu degvielu.
https: \/\/www.china -3 dprinting.com\/metal -3 d-printing\/inconel -625-3 d-printing.html