3D друк на металі
Короткий опис:
Металевий 3D-друк єпроцес формування деталей нагріванням, спіканням, плавленням та охолодженням металевого порошку за допомогою лазерного або електронно-променевого сканування під контролем комп'ютера. 3D-друк не потребує цвілі, утворюючи швидку, високу вартість, придатну для виробництва зразків та невеликих партій.
3D-друк на металі (3DP) - це різновид технології швидкого прототипування. Це технологія, заснована на файлі цифрових моделей, яка використовує порошковий метал або пластик та інші клейкі матеріали для побудови об’єктів методом шарового друку. Різниця між металевим 3D-друком та пластиковим 3D-друком: Це дві технології. Сировиною металевого 3D-друку є металевий порошок, який виробляється та друкується високотемпературним лазерним спіканням. Матеріал, що використовується для пластикового 3D друку, - це рідина, яка випромінюється на рідкий матеріал ультрафіолетовими променями різної довжини хвилі, що призводить до реакції полімеризації та затвердіння.
1. Характеристика металевого 3D-друку
1. переваги металевого 3D-друку
А. Швидке створення прототипів деталей
B. Ця технологія може використовувати тонкі металеві порошкові матеріали для виготовлення складних форм, які неможливо реалізувати за традиційними технологіями, такими як лиття, кування та обробка.
У порівнянні з традиційними виробничими процесами, 3D-друк має багато переваг, серед яких:
A. високий загальний коефіцієнт використання матеріалів;
B. немає необхідності відкривати форму, менше виробничого процесу та короткого циклу;
C Час виробничого циклу короткий. Зокрема, 3D-друк деталей зі складною формою займає одну п’яту, а то й десяту частину часу звичайної обробки
D. можуть бути виготовлені деталі зі складною структурою, такі як внутрішній конформний канал потоку;
Е. вільна конструкція відповідно до вимог до механічних властивостей без урахування виробничого процесу.
Швидкість друку не є високою, і його зазвичай використовують для швидкого виготовлення одиничних або дрібних партійних деталей без витрат та часу розкриття форми. Хоча 3D-друк не підходить для масового виробництва, його можна використовувати для швидкого виготовлення різних форм для масового виробництва.
2 .недоліки металевого 3D-друку
3D-друк на металі пропонує нові можливості дизайну, такі як інтеграція декількох компонентів у виробничий процес, щоб мінімізувати використання матеріалів та витрати на обробку цвілі.
А). Відхилення металевих деталей для 3D-друку зазвичай перевищує + / -0,10 мм, а точність не така хороша, як у звичайних верстатів.
Б) Властивість термообробки тривимірного друку металу буде деформована: точка продажу 3D друку металу в основному відрізняється високою точністю та дивною формою. Якщо тривимірний друк на сталевих деталях піддається термообробці, деталі втратять точність, або їх потрібно буде переробити верстатами
Частина традиційної механічної обробки матеріалу може утворювати дуже тонкий шар твердіння на поверхні деталей. 3D-друк не такий хороший. Більше того, розширення та стискання сталевих деталей є серйозними в процесі механічної обробки. Температура та гравітація деталей матимуть серйозний вплив на точність
2. Матеріали, що використовуються для металевого 3D-друку
Він включає нержавіючу сталь (AISI316L), алюміній, титан, інконель (Ti6Al4V) (625 або 718) та мартенситну сталь.
1) .інструмент та мартенситні сталі
2). нержавіюча сталь.
3). Сплав: найпоширенішим сплавом порошку металу для матеріалів для 3D-друку є чистий титан і титановий сплав, алюмінієвий сплав, сплав на основі нікелю, сплав хрому кобальту, сплав на основі міді тощо.
Мідні деталі для 3D-друку
Сталеві деталі для 3D-друку
Алюмінієві деталі для 3D-друку
Вставка для форми для 3D-друку
3. Види металевого 3D-друку
Існує п’ять видів технологій 3D-друку на металі: SLS, SLM, npj, lens та EBSM.
1). селективне лазерне спікання (SLS)
SLS складається з порошкового циліндра та формуючого циліндра. Поршень порохового циліндра піднімається. Порошок рівномірно кладеться на формуючий циліндр порошковою бруківкою. Комп’ютер керує двовимірною доріжкою сканування лазерного променя відповідно до зрізної моделі прототипу. Твердий порошковий матеріал вибірково спікається, утворюючи шар деталі. Після завершення одного шару робочий поршень падає на одну товщину, система розсипання порошку поширює новий порошок і контролює лазерний промінь для сканування та спікання нового шару. Таким чином, цикл повторюється шар за шаром, поки не утворюються тривимірні частини.
2). селективне лазерне плавлення (SLM)
Основним принципом технології лазерного селективного плавлення є розробка тривимірної твердотільної моделі деталі за допомогою програм тривимірного моделювання, таких як Pro / E, UG та CATIA, на комп’ютері, а потім розрізання тривимірної моделі через нарізаючи програмне забезпечення, отримуйте дані профілю кожного розділу, генеруйте шлях сканування заповнення з даних профілю, і обладнання контролюватиме вибіркове плавлення лазерного променя відповідно до цих ліній сканування заповнення Кожен шар металевого порошкового матеріалу поступово складають у три- розмірні металеві деталі. Перш ніж лазерний промінь почне сканувати, порошкоподібний пристрій штовхає металевий порошок на базову пластину формуючого циліндра, а потім лазерний промінь розплавляє порошок на базовій пластині відповідно до лінії сканування заповнення поточного шару і обробляє поточного шару, а потім формуючий циліндр спускається на відстань товщини шару, порошковий циліндр піднімається на певну відстань товщини, порошкоподібний пристрій розподіляє металевий порошок на оброблений струмовий шар, а обладнання налаштовує Введіть дані контуру наступного шару для обробляти, а потім обробляти шар за шаром, поки не буде оброблена вся деталь.
3). формування наночастинок розпиленням металу (NPJ)
Звичайна технологія 3D-друку металу полягає у використанні лазера для розплавлення або спікання металевих частинок порошку, тоді як технологія npj використовує не форму порошку, а рідкий стан. Ці метали загортають у трубку у вигляді рідини та вставляють у 3D-принтер, який використовує «розплавлене залізо», що містить наночастинки металу, для розпилення форми під час 3D-друку металу. Перевага полягає в тому, що метал друкується розплавленим залізом, вся модель буде більш м’якою, а звичайна струменева друкарська головка може використовуватися як інструмент. Коли друк закінчиться, будівельна камера буде випаровувати зайву рідину нагріванням, залишаючи лише металеву частину
4). лазерне формування поблизу сітки (лінза)
Технологія лазерного формування сітки (лінзи) використовує принцип лазерного та порошкового транспортування одночасно. 3D-модель САПР деталі нарізається комп'ютером, і отримуються дані 2D контуру площини деталі. Потім ці дані трансформуються в доріжку руху робочого столу ЧПУ. У той же час металевий порошок подається в зону фокусування лазера з певною швидкістю подачі, швидко плавиться і застигає, а потім частини сітчастої форми можна отримати, укладаючи точки, лінії та поверхні. Сформовані деталі можна використовувати без або лише з невеликим обсягом обробки. Об'єктив може реалізувати виготовлення металевих деталей без цвілі та заощадити багато витрат.
5). плавлення електронним пучком (EBSM)
Технологія виплавки електронно-променевими променями була вперше розроблена та використана компанією Arcam у Швеції. Його принцип полягає у використанні електронної гармати для вистрілення енергії високої щільності, що генерується електронним пучком після відхилення та фокусування, що змушує сканований шар металевого порошку створювати високу температуру в місцевій невеликій ділянці, що призводить до плавлення металевих частинок. Постійне сканування електронного пучка змусить крихітні розплавлені металеві басейни плавитися і застигати один одного, а також формуватиме лінійний і поверхневий металевий шар після з'єднання.
Серед вищезазначених п’яти технологій друку на металах SLS (селективне лазерне спікання) та SLM (селективне лазерне плавлення) є основними технологіями застосування в металодруку.
4. Застосування металевого 3D-друку
Його часто використовують у виробництві прес-форм, промисловому дизайні та інших галузях для виготовлення моделей, а потім його поступово використовують у безпосередньому виробництві деяких виробів, а потім поступово використовують у безпосередньому виробництві деяких виробів. Уже є деталі, надруковані за цією технологією. Ця технологія застосовується в ювелірній справі, взутті, промисловому дизайні, архітектурі, машинобудуванні (AEC), автомобілебудуванні, аерокосмічній, стоматологічній та медичній промисловості, освіті, географічних інформаційних системах, цивільному будівництві, вогнепальній зброї та інших галузях.
3D-друк на металі з перевагами прямого формування, відсутність цвілі, персоналізований дизайн та складна структура, висока ефективність, низька витрата та низька вартість, широко використовується в нафтохімічній інженерії, аерокосмічній промисловості, автомобільному виробництві, ливарній формі, литті з легких металевих сплавів , лікування, паперова промисловість, енергетика, харчова промисловість, ювелірна справа, мода та інші галузі.
Продуктивність друку на металі не висока, як правило, використовується для швидкого виготовлення одиничних або дрібних партійних деталей без витрат і часу розкриття форми. Хоча 3D-друк не підходить для масового виробництва, його можна використовувати для швидкого виготовлення різних форм для масового виробництва.
1). промисловий сектор
В даний час багато промислових відділів використовують металеві 3D-принтери як свої щоденні машини. У виробництві прототипів та виробництві моделей майже використовується технологія тривимірного друку. Водночас він також може використовуватися у виробництві деяких великих деталей
3D-принтер роздруковує деталі, а потім збирає їх. Порівняно з традиційним виробничим процесом, технологія тривимірного друку може скоротити час та зменшити вартість, а також досягти більшого виробництва.
2). медична сфера
Металевий 3D-друк широко використовується в медичній галузі, особливо в стоматології. На відміну від інших операцій, 3D-друк на металі часто використовується для друку зубних імплантатів. Найбільша перевага використання технології 3D-друку - це налаштування. Лікарі можуть розробляти імплантати відповідно до конкретних умов пацієнта. Таким чином, процес лікування пацієнта зменшить біль, і після операції буде менше проблем.
3). прикраси
В даний час багато виробників ювелірних виробів переходять від 3D-друку на смолі та виробництва воскових форм до 3D-друку на металі. З постійним покращенням рівня життя людей попит на ювелірні вироби також стає вищим. Люди більше не люблять звичайні прикраси на ринку, але хочуть мати унікальні індивідуальні прикраси. Тому майбутньою тенденцією розвитку ювелірної промисловості буде реалізація налаштувань без цвілі, серед яких дуже важливу роль буде відігравати 3D-друк на металі.
4). Аерокосмічна
Багато країн світу почали використовувати технологію металевого 3D-друку для досягнення розвитку національної оборони, аерокосмічної та інших галузей. Перший у світі завод 3D-друку, побудований в Італії, відповідає за виготовлення деталей для стрибкових реактивних двигунів, що доводить здатність металевого 3D-друку.
5). Автомобільна
Час застосування металевого 3D-друку в автомобільній промисловості не надто довгий, але він має великий потенціал і швидкий розвиток. В даний час BMW, Audi та інші відомі автомобільні виробники серйозно вивчають, як використовувати технологію металевого 3D-друку для реформування режиму виробництва
3D-друк на металі не обмежується складною формою деталей, безпосередньо сформованою, швидкою та ефективною, і не потребує великих вкладень у форму, яка підходить для сучасного виробництва. Він буде швидко розроблятися і застосовуватися зараз і в майбутньому. Якщо у вас є металеві деталі, які потребують 3D-друку, зв’яжіться з нами.
3D-друк на металі не обмежується складною формою деталей, безпосередньо сформованою, швидкою та ефективною, і не потребує великих вкладень у форму, яка підходить для сучасного виробництва. Він буде швидко розроблятися і застосовуватися зараз і в майбутньому. Якщо у вас є металеві деталі, які потребують 3D-друку,будь ласка, зв'яжіться з нами.
