چاپ سه بعدی فلزی در ساخت قطعات مکانیکی دقیق- چقدر مؤثر است؟

1 ، اصل فنی: تشکیل حالت رایگان ساختارهای پیچیده از طریق سلب تجمع لایه بندی.

جوهر چاپ سه بعدی فلزی تقسیم یک مدل دیجیتالی سه بعدی به صدها تا هزاران صلیب 2D-} لایه های مقطعی و اجرای یک جامد انتخابی یا ذوب و جامد سازی با استفاده از پرتو انرژی بالا {- (لیزر یا الکترونی با اضافه کردن پرتوهای فرایند یا پودر شستشوی یک لایه در یک زمان ، یا یک پودر فلزی یک لایه در یک زمان ، یا یک فلزی. تولید تفریق متعارف (چرخش ، فرز و سنگ زنی) و تولید مواد برابر (بازیگران ، جعلی و جوش داده شده) برای ارائه سه مزیت کلیدی فن آوری:

ساخت رایگان قالب: شما می توانید دسته های کوچکی از قطعات را مستقیماً تولید کرده و تولید انبوه قطعات را آزمایش کنید و هیچ قالب لازم نیست. چرخه تولید قالب در صنعت سنتی را می توان از چند ماه به چند روز کوتاه کرد. هزینه آن بیش از 80 ٪ کاهش یافته است! به عنوان مثال ، یک شرکت موتور هواپیمایی خاص از فناوری SLM برای تولید تیغه آلیاژ تیتانیوم استفاده می کند ، که هزینه قالب را از 1.2 میلیون یوان به صفر کاهش می دهد و چرخه تحقیق و توسعه را 65 ٪ کاهش می دهد.

قالب گیری یک مرحله بر روی ساختار پیچیده: می تواند ساختارهای پیچیده ای مانند شبکه ، کانال های خنک کننده کنفورما ، ساختارهای کاهش بهینه سازی توپولوژی ، روش سنتی نتواند ساخت. به عنوان مثال ، استفاده از SLM باعث می شد GE Aviation GE را به شکل 20 که در آنجا در یک در نازل سوخت موتور LEAP ترکیب شده اند ، ایجاد کند ، که به کاهش وزن 25 ٪ و 15 ٪ مصرف سوخت بهتر تبدیل می شود.

کنترل توزیع شیب مواد: تغییرات درجه بندی را می توان در سختی ، هدایت گرما ، مقاومت در برابر خوردگی و سایر خصوصیات در مناطق مختلف قسمت با استفاده از فناوری چاپ کامپوزیت چند ماده ای ایجاد کرد. به عنوان مثال ، یک تولید کننده دریچه قدرت Nuke ، فناوری چاپ FGM (مواد شیب عملکردی) را برای بهبود سایش- مقاومت سطح آب بندی دریچه توسط 3 بار و بدون افزایش وزن بدن اصلی استفاده می کند.

2 ، کنترل دقیق: براندازی از میکرون به نانومتر

دشواری قطعات مکانیکی دقیق - کنترل دقیق دقت بعدی ، زبری سطح و تحمل شکل و تحمل موقعیت است. دستیابی به یک جهش در صحتچاپ سه بعدی فلزیاز طریق جهت های فن آوری زیر امکان پذیر است:

بهبود دقت سخت افزار:

کنترل قطر نقطه: تجهیزات SLM مدرن دارای یک سیستم لیزر با تمرکز پویا است و قطر نقطه را می توان به طور دقیق در محدوده 50- 100 متر کنترل کرد که 40 ٪ بهتر از تجهیزات قدیمی است. به عنوان مثال ، با 12 فن آوری اسکن بستنی لیزر که در گیاهان پلاتین BLT-S800 با دقت تولید تیغه های موتور هواپیما در سطح میکرومتر از زبری R_ A کمتر از یا مساوی 3.2 میکرومتر اثبات شده است.

دقت مثبت سیستم حرکتی: موتور خطی و خط حاکم گریتینگ بسته -}}}}}}}}}}}}}} system از سیستم کنترل حلقه برای کنترل خطای موقعیت در 2 میکرون استفاده می شود. قابلیت اطمینان و تکرارپذیری فرم و موقعیت 0.01 میلی متر پوند برای فرآیند Renishaw AM400 است که منجر به کاشت دستگاه های پزشکی می شود که مطابق با استاندارد پزشکی ISO 13485 100 ٪ پایدار و قابل اعتماد هستند.

بهینه سازی پارامتر فرآیند:

الگوی اسکن رمان: از تخته سنگ و الگوهای مارپیچی به جای الگوهای مداوم در تلاش برای کاهش تغییر شکل مربوط به استرس حرارتی استفاده می شود. توسط یک تولید کننده قطعات خاص خودرو گزارش شده است که با استفاده از استراتژی اسکن توسعه یافته ، سطح تغییر شکل Warpage از براکت های آلیاژ آلومینیوم از 0.5 میلی متر به 0.1 میلی متر بهبود یافته است.

ضخامت لایه: امکان چاپ با ضخامت لایه فوق العاده (20-30 میکرون) می تواند قسمت هایی از ابعاد کوچک را تولید کند. با پایان سطح بی عیب و نقص. هنگام چاپ ایمپلنت های ارتوپدی آلیاژ تیتانیوم ، تجهیزات EOS M 400-4 ضخامت لایه 25 میکرومتر را اتخاذ کرده است ، که زبری سطح آن RA از 6 میکرومتر به 1.8 میکرومتر کاهش می یابد ، که نزدیک به سطح پولیش هستند.

ادغام فناوری پردازش پست:

فشار ایزوستاتیک داغ (HIP): منافذ داخلی را در قطعات در دمای بالا 1200 درجه و فشار زیاد 150MPa از بین می برد ، به طوری که چگالی قطعات از 99.2 ٪ به 99.95 ٪ افزایش می یابد. عمر خستگی قسمت ساختاری حمل و نقل هوایی سه بار پس از استفاده از فناوری لگن در یک گیاه قطعات ساختاری خاص هواپیمایی افزایش یافته است.

پولیش الکتروشیمیایی (ECP) - از بین بردن آسپالیت های سطح توسط میکرو اچ کردن الکترولیتی برای تولید یک سطح نانوموفر. طبق این عمل ، زبری سطح از حفره استیل ضدزنگ توسط فناوری ECP از 0.4 میکرومتر به 0.05 میکرومتر از یک شرکت تجهیزات نیمه هادی خاص کاهش می یابد ، که می تواند نیازهای آب بندی خلاء را برآورده کند.

3 ، توسعه از فلزات منفرد به مواد کامپوزیت 3.1 سازگاری مواد

قطعات مکانیکی با دقت بالا به خاصیت مواد متنوعی نیاز دارند ، و چاپ سه بعدی فلزی پوشش فلزات مشترک ، آلیاژهای درجه حرارت بالا ، آلیاژهای فلزی سبک را به فلزات زیست پزشکی همانطور که لازم است تحقق بخشید).

آلیاژهای تیتانیوم: Ti6AL4V Awe دارای قدرت بالایی از 890 مگاپاسکال با چگالی کم 4.43 گرم در سانتی متر است و زیست سازگاری عالی را نشان می دهد ، بنابراین به یک ماده اساسی در هوافضا و همچنین دارو تبدیل می شود. یک تولید کننده کاشت ارتوپدی از فناوری EBSM برای تولید پروتزهای مفصل لگن استفاده کرد ، مقاومت پیوند با بافت استخوان 40 ٪ بهبود یافته و دوره توانبخشی عملیات Post- 30 ٪ کوتاه شد.

9 آلیاژ با درجه حرارت بالا نیکل INCONEL 718 از استحکام بالایی برخوردار است (استحکام کششی 1034MPA است) در 650 درجه. از آن به طور گسترده ای برای تیغه توربین گازی استفاده شده است. یک شرکت انرژی تا آنجا که به تیغه های توربین گازی چاپی سه بعدی می رود ، با SLM یک قطر کانال خنک کننده فقط 0.8 میلی متر را اضافه می کند و خنک کننده پیشرفته ای از 30 ٪ نسبت به همتایان بازیگران را ارائه می دهد.

آلیاژ آلومینیوم: Alsi10mg به دلیل چگالی کم (2.7 گرم در سانتی متر ³) و خاصیت ریخته گری برتر ، در سبک وزن خودرو استفاده شده است. شرکت وسیله نقلیه انرژی با استفاده از Scalmalloy ® Fender/Scalmalloy Racing New Racing Racing Strength دارای قدرت 50 ٪ بیشتر از آلیاژ آلومینیوم سنتی است و یک سطح آیرودینامیکی پیچیده توسط کل شکل می گیرد.

کامپوزیت چند ماده ای: کامپوزیت های پلیمری سرامیکی فلزی با استفاده از فناوری Jetting Nanoparticle (NPJ) می توان با شیب چاپ کرد. یک شرکت فتوولتائیک از فناوری NPJ برای جایگزینی خمیر نقره به عنوان یک ماده جایگزین استفاده کرد ، که باعث کاهش میزان نقره ای که در سلولهای ناهماهنگ از 130mg/ورق به 50mg/ورق کاهش می یابد ، کاهش می یابد و هزینه هر وات را با 0.12 یوان کاهش می دهد.

4 ، برنامه صنعتی: از آزمایشگاه گرفته تا استفاده صنعتی

از تولید نمونه اولیه تا تولید انبوه ، فناوری چاپ سه بعدی فلزی در بسیاری از زمینه های پایان بالا - به موفقیت تجاری رسیده است

هوانوردی: براکت های آلیاژ تیتانیوم چاپی سه بعدی در هواپیماهای Airbus A350 XWB اعمال می شود و قدرت اتصال بین بالها و بدنه روی بال ها 25 ٪ افزایش یافته است. COMAC C919 Finishing Edge Edge Strip متوجه قالب یکپارچه یکپارچه از طریق فناوری SLM می شود و میزان استفاده از مواد از 15 ٪ به 92 ٪ افزایش یافته است.

تولید خودرو: گروه BMW از فناوری WAAM برای چاپ سه بعدی وسایل نقلیه برقی استفاده می کند ، کاهش وزن 40 ٪ ، اتلاف گرما 15 ٪ کارآمدتر است. پانل عقب Tesla y Adoptts 6000T DIE DIE-} ریخته گری+ 3 D چاپ درج فناوری ، 70 در 1 ، زمان چرخه تولید تا 90 ثانیه در هر قطعه طولانی شده است.

دستگاه های پزشکی: دستگاه فیوژن بین مهره ای آلیاژ تیتانیوم متخلخل چاپ شده با تخلخل 80 ٪ از سنتز جانسون و جانسون دپوی می تواند سه بار سرعت رشد سلول های استخوانی را تسریع کند. دیواره استنت قلبی آلیاژ کروم کروم کروم چاپ شده با ضخامت تنها 0.15 میلی متر ، 40 ٪ بیشتر از فناوری سنتی برش لیزر است.