چگونه تجهیزات چاپ سه بعدی فلزی مناسب را در ساخت صنعتی انتخاب کنیم؟

1 ، تطبیق مسیر فنی: رسیدن به پایین استدلال پشت نمایش فرآیند
استاندارد فعلیچاپ سه بعدی فلزیفناوری الگوی "سه پا" را ارائه می دهد:
ذوب انتخابی لیزر (LPBF): سیستم لیزر EOS M 400-4 چهار ضخامت لایه بین 20 تا 50 میکرومتر را با استفاده از لیزر فیبر 200-1000 وات کنترل می کند. این سیستم برای ساخت قطعات کانال جریان پیچیده در صنعت هوافضا مفید است. بهترین چیز در مورد آن این است که می توانید ریزساختار را کنترل کنید. به عنوان مثال ، نوار فلنج مرکزی آلیاژ تیتانیوم که نیروی پلاتین برای C919 ساخته شده است ، اندازه دانه را از 50 میکرومتر به 200 میکرومتر با تغییر قدرت لیزر تغییر می دهد و این باعث می شود 18 ٪ در برابر خستگی قوی تر شود.
ذوب پرتو الکترونی (EB - PBF): دستگاه Arcam EBM Q20Plus از یک پرتو الکترونی 3 کیلو وات برای ساختن چیزهایی با سرعت 1000 میلی متر در ساعت در خلاء در 650 درجه استفاده می کند. این باعث می شود برای ساخت دیسک های توربین آلیاژ دما بالا- عالی باشد. با استفاده از این فناوری ، GE Aviation زمان لازم را برای ساخت تیغه های توربین تک کریستالی برای موتورهای LEAP از 12 ماه به 3 هفته کاهش داده و میزان نقص مرز دانه را به 0.03 ٪ کاهش داده است.
اسپری چسب (BJ): سیستم فروشگاه فلزی دسکتاپ از فناوری اسپری قطرات برای رسوب 2000 قطره چسب در ثانیه استفاده می کند. سپس یک فرآیند پخت و پز 1200 درجه را طی می کند ، که نشان می دهد ساخت قالب های فولادی ابزار ارزان تر است. این فناوری توسط یک سازنده اتومبیل خاص برای ساخت قالب های تزریق با کانال های خنک کننده کنفورماول استفاده می شود. این زمان چرخه تزریق را 28 ٪ کاهش می دهد و باعث می شود قالب 3.2 برابر بیشتر از روشهای قبلی باشد.
چیزهای مهمی که باید قبل از انتخاب در مورد آنها فکر کنید:
تکنیک LPBF برای ساختارهای پیچیده حفره داخلی بهتر است.
توصیه می شود که ظرفیت کنترل خلاء تجهیزات برای مواد آلیاژ درجه حرارت بالا - (کمتر از یا مساوی با 5 × 10 ⁻³ PA) بررسی شود.
برای تولید مقیاس بزرگ- ، میزان انقباض فناوری BJ در هنگام کاهش (به طور معمول 1.8-2.2 ٪) باید بررسی شود.
2 ، سازگاری سیستم مواد: عوامل مهم برای دریافت محدودیت های فرآیند گذشته
بیش از 20 ماده وجود دارد که یک سیستم کامل برای چاپ سه بعدی فلزی تشکیل می دهند ، از جمله فولاد ضد زنگ 17 {4} 4PH ، آلیاژ مبتنی بر نیکل 718 ، آلیاژ تیتانیوم Ti6AL4V و سایر موارد. هنگام انتخاب ، باید توجه زیادی کنید:
سازگاری با ویژگی های پودر: EOS M 300-4 بهترین در پودرهای پراکنده به طور مساوی با کروی 90 ٪ یا بالاتر و سرعت جریان سالن 25S/50G یا پایین تر است. یک شرکت پزشکی که از پودر آلیاژ کبالت کروم با کروی 85 ٪ استفاده کرده است ، در تعداد دفعاتی که مکانیسم پخش پودر پودر می شود ، 37 ٪ افزایش یافته است.
امکان پردازش بسیاری از مواد: Farsoon FS121M-8 می تواند به لطف یک سیستم تغذیه پودر مدولار ، به سرعت بین آلیاژ تیتانیوم ، آلیاژ آلومینیوم و فولاد قالب تبدیل شود. این می تواند این کار را در کمتر از 45 دقیقه انجام دهد ، که برای تولید دسته ای کوچک از انواع مختلف مناسب است.
تهیه مواد جدید: تجهیزات پلاتین Lite BLT {{0} S800 دارای فناوری گسترش پودر پویا است که می تواند پودرهای نانو کریستالی را با اندازه ذرات بین 15 تا 53 میکرومتر کنترل کند. این به چاپ آلیاژ آلومینیوم A20x با قدرت بالا- کمک می کند و به قطعات مقاومت کششی 620MPa می دهد.
نحوه بررسی:
از سازندگان تجهیزات بخواهید که یک لیست چک گواهینامه مواد ، مانند استاندارد NASA MFS-30301 را به شما ارائه دهند.
برای بررسی میزان استفاده از پودر (فناوری LPBF: 45-65 ٪ ، EB- فناوری PBF: 70-85 ٪) تولید تست مقیاس کوچک -}}}.
در زیر مواد مختلف ، سطح استرس باقیمانده (توصیه شده 200 مگاپیکال) را بررسی کنید.
3 ، ارزیابی کارآیی تولید: تغییر از عملکرد یک دستگاه به راندمان کل سیستم
برای انتخاب تجهیزات درجه-} ، شما باید یک مدل ارزیابی ابعادی سه- تنظیم کنید:
شاخص راندمان تک دستگاه:
سرعت اسکن: 12 سیستم لیزری Huashu FS811m- 12 یک اسکنر با تکنولوژی بالا است که می تواند با سرعت 20000 میلی متر در ثانیه اسکن کند ، که نه برابر سریعتر از یک دستگاه لیزر واحد است.
چقدر سریع ساختمان بالا می رود: GE ایده افزودنی سری Laser M2 می تواند به 45 سانتی متر در ساعت برسد ، که برای تولید انبوه بلوک های سیلندر موتور اتومبیل کافی است.
اندازه قالب: ظرفیت قالب گیری پلاتین BLT - S1000 {{2} mm است ، به این معنی که می تواند کل دنده فرود یک هواپیما را به طور همزمان چاپ کند.
خط تولیدی که خود را اجرا می کند: راه حل کارخانه AM ، که توسط EOS و زیمنس که با هم کار می کنند ساخته شده است ، گردش خون پودر و انتخاب و موقعیت قطعات را از طریق AGV به طور کامل خودکار می کند. این باعث افزایش استفاده از تجهیزات به 82 ٪ می شود.
سیستم دوقلوی دیجیتال: Renishaw AM400 با نرم افزار Renam Flex ارائه می شود که می تواند نشان دهد که چگونه استرس در طی فرآیند چاپ در زمان واقعی گسترش می یابد. این میزان ترک ها را به کمتر از 0.5 ٪ کاهش می دهد.
مدیریت استفاده از انرژی:
تجهیزات LPBF معمولاً از 8 تا 12 کیلو وات در ساعت انرژی استفاده می کند و تأثیر قدرت اوج بر سیستم توزیع انرژی گیاه باید مورد بررسی قرار گیرد.
سیستم بازیابی انرژی Platinum Technology می تواند از گرمای زباله از تجهیزات تا پودر گرم استفاده کند ، که مصرف انرژی کلی را 18 ٪ کاهش می دهد.
نمونه ای از محاسبه سود: یک شرکت هواپیمایی به سه راه حل فنی مختلف نگاه می کند:
هزینه یک قطعه واحد از 5- ماشینکاری محور 85000 پوند و زمان چرخه 45 روز است.
چاپ LPBF: 32،000 پوند در هر واحد ، 7 روز برای تکمیل (نیاز به ارسال- پردازش)
هزینه واحد چاپ PBF EB-} 28،000 پوند و مدت زمان چرخه 5 روز (نزدیک به شکل گیری خالص) است.
آخرین جایگزین فناوری EB- PBF بود که ظرفیت تولید سالانه را از 120 قطعه به 1200 قطعه افزایش داد و گردش مالی موجودی را 400 ٪ افزایش داد.
4 ، سیستم برای اطمینان از کیفیت: رسیدن به پایین مهندسی قابلیت اطمینان
برای تجهیزات درجه-} ، باید چهار مرحله از کنترل کیفیت تنظیم شود:
نظارت بر روند:
نظارت بر استخر مذاب: EOS M 400-4 دارای سنسور پیروژنز است که می تواند در زمان واقعی به گرادیان دما 1000 استخر مذاب توجه کند و این به پایداری رشد دانه کمک می کند.
یافتن پودر: Huashu High Tech FS273M برای تنظیم ضخامت هر لایه در یک حلقه بسته در 0.01 میلی متر از یک پروفایل لیزر استفاده می کند.
سازگاری برای ارسال - پردازش:
فشار ایزوستاتیک داغ (HIP): شما باید بررسی کنید که اندازه محفظه تجهیزات و کالای چاپی تا حد امکان به یکدیگر نزدیک است (به عنوان مثال ، تجهیزات Quintus QIH-9 می توانند قطعاتی را که قطر {1} mm دارند) کنترل کنند.
درمان با استفاده از sandblasting: برای نگه داشتن سازه های دیواری - از آسیب دیدن ، تجهیزات نیاز به کنترل فشار مرحله چند- (0.1-0.6mpa) دارند.
آزمایش که آسیب نمی بیند:
CT Industrial: تجهیزات CT Yxlon FF35 می تواند نقص منافذ را به اندازه 0.05 میلی متر پیدا کند ، این همان چیزی است که صنعت هوافضا به آن نیاز دارد.
آزمایش با جریانهای ادی: فناوری Eddyfi Ecobra می تواند ترک هایی را در آلیاژهای تیتانیوم به عمق 0.02 میلی متر پیدا کند.
مرجع برای استانداردهای صدور گواهینامه:
هوافضا: AC7114/3 از NADCAP
ISO 13485 و ASTM F3184 برای تجهیزات پزشکی
VDA در صنعت خودرو 6.3 حسابرسی فرآیند