آیا استحکام و سختی مواد چاپ فلزی نیازهای صنعتی را برآورده می کند؟

1. تغییر بزرگی در نحوه کار مواد: رفتن از "قابل استفاده" به "بهینه"
در استحکام مواد چاپ سه بعدی فلزی پیشرفت زیادی داشته است. به عنوان مثال ، قطعات ساخته شده توسط فرآیند ذوب لیزر انتخابی (SLM) با استفاده از آلیاژ مبتنی بر نیکل in718- که اغلب در صنعت حمل و نقل هوایی استفاده می شود ، دارای مقاومت کششی تا 1200mpa و قدرت عملکرد 1050mpa است. این بهتر از فرآیند ریخته گری سنتی (قدرت کششی در حدود 900 مگاپاسکال) و حتی نزدیک به سطح فرجدها (قدرت کششی در حدود 1150mpa) است. پس از 20 آزمایش چرخه گرما ، محفظه احتراق آلیاژ تیتانیوم که پلاتین lite چاپ شده برای نوع خاصی از موتور موشک دارای میزان حفظ مقاومت دما {11 {بالا است ، 92 ٪ ، که بسیار بالاتر از هنجار 85 ٪ است که صنعت به آن نیاز دارد.
فن آوری عملیات حرارتی شیب که MIT با آن روبرو شد ، استاندارد جدیدی را برای صنعت تعیین کرده است. این فناوری با کنترل دقیق نرخ خنک کننده ، باعث افزایش سختی ضربه 3D چاپ شده در 713- آلیاژ دما در 927 درجه از 15J/cm² به 28J/cm² می شود. چقرمگی شکستگی (KIC) به 65MPa · M ¹/² می رسد که نیازهای تیغه های توربین موتور هواپیما را در محیط های درجه حرارت بسیار بالا {{9} while برآورده می کند. این توانایی برای مدیریت ریزساختار به مواد چاپ سه بعدی اجازه می دهد تا در حالی که تنها 40 ٪ از سختی خود را در مقایسه با روش های قبلی از دست می دهند ، قدرت خود را حفظ کنند.
پایگاه داده بهتر مواد برای بهتر کردن کارآیی داده ها به پشتیبانی داده می دهد. کتابخانه فرآیند هوشمند پلاتین فناوری بیش از 2000 مجموعه از پارامترهای مواد جمع آوری کرده است. این پارامترها 12 فلز صنعتی مشترک ، مانند آلیاژهای تیتانیوم ، نیکل {4} آلیاژهای مبتنی بر و فولاد ضد زنگ. با تغییر قدرت لیزر (180-220W) ، سرعت اسکن (800-1200 میلی متر در ثانیه) و ضخامت لایه (30-50 میکرومتر) ، امکان کنترل دقیق قدرت کششی بین 980 تا 1150mpa و طولانی شدن بین 12 و 18 ٪ وجود دارد. این امر نیازهای طیف گسترده ای از برنامه ها را ، از ایمپلنت های ارتوپدی گرفته تا اجزای ساختاری هوافضا برآورده می کند.
2. نوآوری فرآیند: یافتن راهی برای تعادل قدرت و سختی
فناوری اسکن مشارکتی چند -} لیزر مشکل قدرت ناهموار را در بخش های بزرگ برطرف می کند. تجهیزات لیزر LAIMING LIM - X400M از سه فناوری ترکیبی یکپارچه لیزر استفاده می کند تا استحکام موارد را در محدوده اندازه 300 میلی متر × 400mm 350 میلی متر در 3 ± 3 ٪ نگه دارد. این فناوری شش قسمت را که قبلاً نیاز به جوشکاری داشتند ، ترکیب می کند و در یک کل در براکت ماهواره ای که برای یک شرکت هوافضا خاص تولید شده است ، در یک کل قرار می دهند. این امر باعث می شود که زندگی خستگی از 8000 چرخه معمولی به 25000 چرخه منتقل شود.
فناوری چاپ پشتیبانی نشده با بهینه سازی پویایی استخر ذوب ، عملکرد مکانیکی ساختارهای معلق را تا حد زیادی افزایش می دهد. رویکرد اسکن چگالی انرژی متغیر فن آوری Xi'an Ouzhong ، ساختارهای معلق را با زاویه چاپ کمتر از 45 درجه 20 ٪ قوی تر کرده است. این روش 12 سوراخ فرآیند اصلی را در 3 کانال جریان مداوم در بلوک دریچه تولید شده برای تجهیزات ویژه زیر آب ترکیب می کند. این میزان حجم 60 ٪ و کاهش فشار را 25 ٪ کاهش می دهد. ضخامت دیواره کانال جریان در فاصله 0.05 میلی متر پوند دقیق است.
سیستم نظارت هوشمند باعث شده است که بهینه سازی پارامترهای فرآیند در زمان واقعی امکان پذیر شود. XX Automobile از یک سیستم نظارت بر استخر ذوب AI- استفاده می کند که می تواند شدت لیزر و مسیر اسکن را در پرواز تغییر دهد. این تخلخل از میانگین صنعت 0.3 ٪ به کمتر از 0.05 ٪ کاهش می یابد. این تکنیک باعث ساخت توپولوژی- ساختار بهینه شده 15 ٪ سفت تر و 25 ٪ سبک تر هنگام چاپ هود موتور برقی شد. این آزمایش سخت 2100 متر گشتاور نیوتن را پشت سر گذاشت.
3. تأیید سناریوی صنعتی: رفتن از آزمایشگاه به خط تولید
استفاده در منطقه هوافضا قانع کننده ترین است. GE با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی ، نازل سوخت موتور LEAP را تولید کرد که 20 قسمت جداگانه را در یک واحد ترکیب می کند. این باعث می شود 25 ٪ سبک تر و 15 ٪ سوخت بیشتر باشد. تعداد کل کالاهای تحویل شده فراتر از 500000 است. پس از 1000 ساعت آزمایش در دمای شدید ، شرکت صنعت هواپیمایی هواپیمایی چین (AECC) دریافت که تیغه های راهنمای توربین چاپی سه بعدی در خنک کننده 18 ٪ بهتر بوده و سه برابر بیشتر از تیغه های بازیگران سنتی است.
نیاز به مواد بهتر در انرژی و تجارت قدرت ، دانشمندان را وادار می کند تا همیشه اکتشافات جدید را انجام دهند. Maxwell Medical ، یک شرکت تولیدی هوشمند در Xi'an ، یک صفحه 3D - چاپ شده تجهیزات فتوولتائیک چاپی تیتانیوم صفحه کانال جریان آلیاژ را که به طور مساوی مایع خنک کننده را از طریق میکرومتر 3- طراحی کانال جریان سطح پخش کرد ، ساخت. این باعث می شود دمای کوره کریستال تک در 0.5 درجه and نگه داشته شود و در مقایسه با محصولات سنتی ماشینکاری ، 12 ٪ انرژی صرفه جویی می کند. در استفاده از سیستم های خنک کننده راکتور هسته ای ، مبدلهای حرارتی کانال جریان چاپی سه بعدی در انتقال گرما 20 ٪ کارآمدتر هستند ، 40 ٪ از مواد کمتری استفاده می شود و آنها 10 سال آزمایش شتاب زندگی را پشت سر گذاشته اند.
نیاز به ایمپلنت های پزشکی هم سازگار با زیست سازگار و هم از نظر مکانیکی سازگار با مواد جدید است. دستگاه فیوژن متخلخل تیتانیوم متخلخل 3D {{2} چاپ شده توسط Sino Power دارای تخلخل 70 ٪ و یک مدول الاستیک است که همان استخوان قشر مغز انسان (10-15gpa) است. پاسخ بالینی نشان دهنده بهبود 60 ٪ در رشد استخوان در مقایسه با کاشت استاندارد سه ماه جراحی پس از- است. طراحی مشترک عملکرد ساختار مواد ، میزان بقای سال 5- سال کاشت های چاپی سه بعدی را از 85 ٪ به 97 ٪ بهبود بخشیده است.