3D-utskrift i metall
Kort beskrivelse:
3D-utskrift i metall eren prosess med å danne deler ved oppvarming, sintring, smelting og avkjøling av metallpulver ved laser- eller elektronstråleskanning under kontroll av datamaskinen. 3D-utskrift trenger ikke mugg, og danner rask, høy pris, egnet for prøve og liten batchproduksjon.
Metal 3D-utskrift (3DP) er en slags rask prototypingsteknologi. Det er en teknologi basert på digital modellfil, som bruker pulvermetall eller plast og andre selvklebende materialer for å konstruere gjenstander ved lagutskrift. Forskjellen mellom 3D-utskrift av metall og 3D-utskrift i plast: Dette er to teknologier. Råmaterialet til 3D-utskrift av metall er metallpulver, som produseres og skrives ut ved sintring av laser med høy temperatur. Materialet som brukes til 3D-utskrift av plast er flytende, som utstråles til det flytende materialet av ultrafiolette stråler med forskjellige bølgelengder, noe som resulterer i polymerisasjonsreaksjon og herding.
1. Kjennetegn ved 3D-utskrift av metall
1 . fordelene med metall-3D-utskrift
A. Rask prototyping av deler
B. Denne teknologien kan bruke tynne metallpulvermaterialer til å produsere komplekse former som ikke kan realiseres ved tradisjonell teknologi som støping, smiing og prosessering.
Sammenlignet med tradisjonelle produksjonsprosesser har 3D-utskrift mange fordeler, inkludert:
A. høy total utnyttelsesgrad av materialer;
B. ikke behov for å åpne formen, mindre produksjonsprosess og kort syklus;
C Produksjonssyklusen er kort. Spesielt tar 3D-utskrift av deler med komplekse former en femtedel eller til og med en tidel av tiden for vanlig bearbeiding
D. deler med kompleks struktur kan produseres, slik som intern konform strømningskanal;
E. gratis design i henhold til de mekaniske egenskapskravene uten å vurdere produksjonsprosessen.
Utskriftshastigheten er ikke høy, og den brukes vanligvis til rask produksjon av enkelt- eller små satsdeler, uten kostnad og tid for muggåpning. Selv om 3D-utskrift ikke er egnet for masseproduksjon, kan den brukes til rask produksjon av forskjellige former for masseproduksjon.
2. ulemper med 3D-utskrift av metall
3D-utskrift av metall gir nye designmuligheter, for eksempel å integrere flere komponenter i produksjonsprosessen for å minimere materialbruk og mold prosesseringskostnader.
A). Avviket til 3D-utskriftsdeler av metall er generelt større enn + / -0,10 mm, og nøyaktigheten er ikke like god som for vanlige maskinverktøy.
B) Varmebehandlingsegenskapen til 3D-utskrift av metall vil bli deformert: salgsargumentet for 3D-utskrift av metall er hovedsakelig høy presisjon og merkelig form. Hvis 3D-utskrift av ståldeler varmebehandles, mister delene presisjonen, eller må bearbeides med maskinverktøy
En del av den tradisjonelle bearbeidingen av materialreduksjon kan produsere et veldig tynt herdende lag på overflaten av delene. 3D-utskrift er ikke så bra. Videre er utvidelse og sammentrekning av ståldelene alvorlig under bearbeiding. Delenes temperatur og tyngdekraft vil ha en alvorlig innvirkning på nøyaktigheten
2. Materialer brukt til 3D-utskrift av metall
Den inkluderer rustfritt stål (AISI316L), aluminium, titan, Inconel (Ti6Al4V) (625 eller 718) og martensittisk stål.
1) .verktøy og martensittisk stål
2). rustfritt stål.
3). Legering: den mest brukte metallpulverlegering for 3D-utskriftsmaterialer er ren titan og titanlegering, aluminiumslegering, nikkelbasert legering, koboltkromlegering, kobberbasert legering, etc.
Kobber 3D-utskriftsdeler
Stål 3D-utskriftsdeler
Deler av 3D-utskrift i aluminium
3D utskrift mold innsats
3. Typer 3D-utskrift av metall
Det finnes fem typer 3D-utskriftsteknologier i metall: SLS, SLM, npj, lens og EBSM.
1) . selektiv lasersintring (SLS)
SLS består av en pulversylinder og en formingsylinder. Stempelet til pulversylinderen stiger. Pulveret legges jevnt på formingsylinderen av pulverbeleggeren. Datamaskinen styrer det todimensjonale skannesporet til laserstrålen i henhold til prototypens skivemodell. Det faste pulvermaterialet sintres selektivt for å danne et lag av delen. Etter ferdigstillelse av ett lag faller arbeidsstemplet i ett lagtykkelse, pulverspredningssystemet sprer nytt pulver og styrer laserstrålen for å skanne og sintre det nye laget. På denne måten gjentas syklusen lag for lag til de tredimensjonale delene er dannet.
2). selektiv lasersmelting (SLM)
Det grunnleggende prinsippet for laserselektiv smelteteknologi er å designe den tredimensjonale solide modellen av delen ved å bruke den tredimensjonale modelleringsprogramvaren som Pro / E, UG og CATIA på datamaskinen, og deretter skjære den tredimensjonale modellen gjennom kutte programvare, få profildataene til hver seksjon, generer fyllingsskanningsbanen fra profildataene, og utstyret vil kontrollere selektiv smelting av laserstråle i henhold til disse fyllingsskanningslinjene Hvert lag av metallpulvermateriale blir gradvis stablet i tre- dimensjonale metalldeler. Før laserstrålen begynner å skanne, skyver pulverspredningsenheten metallpulveret på bunnplaten til formningssylinderen, og deretter smelter laserstrålen pulveret på bunnplaten i henhold til fyllingsskanningslinjen til det aktuelle laget, og behandler nåværende lag, og deretter faller formningssylinderen ned en lagtykkelsesavstand, pulversylinderen stiger en viss tykkelsesavstand, pulverspredningsenheten sprer metallpulveret på det bearbeidede nåværende laget, og utstyret justeres Angi data for neste lagkontur for prosessering, og deretter behandle lag for lag til hele delen er behandlet.
3). nanopartikkelspraymetalldannelse (NPJ)
Vanlig 3D-utskriftsteknologi av metall er å bruke laser til å smelte eller sintre metallpulverpartikler, mens npj-teknologi ikke bruker pulverform, men flytende tilstand. Disse metallene pakkes inn i et rør i form av væske og settes inn i en 3D-skriver, som bruker "smeltet jern" som inneholder nanopartikler av metall for å spraye i form når 3D-utskrift av metall. Fordelen er at metallet er trykt med smeltet jern, hele modellen blir mykere, og det vanlige blekkstrålehode kan brukes som et verktøy. Når utskriften er ferdig, vil konstruksjonskammeret fordampe overflødig væske ved oppvarming, og etterlater bare metalldelen
4). laser nær nettforming (linse)
Laser nær nettformingsteknologi (linseteknologi) bruker prinsippet om laser- og pulvertransport samtidig. 3D CAD-modellen av delen er skåret opp av datamaskinen, og 2D-planens konturdata for delen oppnås. Disse dataene blir deretter transformert til bevegelsessporet til NC-arbeidsbordet. Samtidig blir metallpulveret matet inn i laserfokusområdet med en viss tilførselshastighet, smeltet og størknet raskt, og deretter kan de nærmeste netto formdelene oppnås ved å stable punkter, linjer og overflater. De formede delene kan brukes uten eller bare med en liten prosess. Objektiv kan realisere den moldfrie produksjonen av metalldeler og spare mange kostnader.
5). elektronstrålesmelting (EBSM)
Elektronstrålesmelteteknologi ble først utviklet og brukt av arcam-selskapet i Sverige. Prinsippet er å bruke elektronpistol til å skyte høy tetthetsenergi generert av elektronstråle etter avbøyning og fokus, noe som gjør at det skannede metallpulverlaget genererer høy temperatur i lokalt lite område, noe som fører til smelting av metallpartikler. Kontinuerlig skanning av elektronstråle vil få de små smeltede metallbassengene til å smelte og stivne hverandre, og danne det lineære og overflatemetallaget etter tilkobling.
Blant de ovennevnte fem metallutskriftsteknologiene er SLS (selektiv lasersintring) og SLM (selektiv lasersmelting) de vanlige applikasjonsteknologiene innen metallutskrift.
4. Påføring av 3D-utskrift av metall
Det brukes ofte i moldproduksjon, industriell design og andre felt for å lage modeller, og deretter blir det gradvis brukt i direkte produksjon av noen produkter, og deretter blir det gradvis brukt i direkte produksjon av noen produkter. Det er allerede skrevet ut deler av denne teknologien. Teknologien har applikasjoner innen smykker, fottøy, industriell design, arkitektur, ingeniørfag og konstruksjon (AEC), bilindustri, romfart, tann- og medisinsk industri, utdanning, geografiske informasjonssystemer, anleggsteknikk, skytevåpen og andre felt.
3D-utskrift i metall, med fordelene ved direkte støping, ingen former, personlig design og kompleks struktur, høy effektivitet, lavt forbruk og lave kostnader, har blitt mye brukt i petrokjemiske tekniske applikasjoner, luftfart, bilproduksjon, injeksjonsform, lettmetalllegeringsstøping , medisinsk behandling, papirindustri, kraftindustri, matforedling, smykker, mote og andre felt.
Produktiviteten til metallutskrift er ikke høy, vanligvis brukt til rask produksjon av enkelt- eller små satsdeler, uten kostnad og tid for muggåpning. Selv om 3D-utskrift ikke er egnet for masseproduksjon, kan den brukes til rask produksjon av forskjellige former for masseproduksjon.
1) . industri
For tiden har mange industrielle avdelinger brukt 3D-skrivere av metall som sine daglige maskiner. I prototypeproduksjon og modellproduksjon er 3D-utskriftsteknologi nesten brukt. Samtidig kan den også brukes til produksjon av noen store deler
3D-skriveren skriver ut delene og monterer dem deretter. Sammenlignet med den tradisjonelle produksjonsprosessen kan 3D-utskriftsteknologi forkorte tiden og redusere kostnadene, men også oppnå større produksjon.
2). medisinsk område
3D-utskrift av metall er mye brukt innen medisinsk felt, spesielt innen tannbehandling. I motsetning til andre operasjoner brukes 3D-utskrift av metall ofte til å trykke tannimplantater. Den største fordelen med å bruke 3D-utskriftsteknologi er tilpasning. Leger kan designe implantater i henhold til pasientens spesifikke forhold. På denne måten vil pasientens behandlingsprosess redusere smertene, og det blir mindre problemer etter operasjonen.
3). smykker
For tiden er det mange smykkerprodusenter som forvandler seg fra harpiks 3D-utskrift og voksformproduksjon til 3D-utskrift av metall. Med den kontinuerlige forbedringen av folks levestandard er også etterspørselen etter smykker høyere. Folk liker ikke lenger vanlige smykker i markedet, men ønsker å ha unike tilpassede smykker. Derfor vil det være den fremtidige utviklingstrenden for smykkerindustrien å realisere tilpasning uten mugg, blant annet 3D-utskrift av metall vil spille en veldig viktig rolle.
4). Romfart
Mange land i verden har begynt å bruke metall 3D-utskriftsteknologi for å oppnå utvikling av nasjonalt forsvar, romfart og andre felt. GEs første 3D-utskriftsanlegg i verden, bygget i Italia, er ansvarlig for å lage deler til sprangjetmotorer, noe som viser evnen til 3D-utskrift av metall.
5). Bilindustri
Anvendelsestiden for 3D-utskrift av metall i bilindustrien er ikke for lang, men den har stort potensial og rask utvikling. For tiden studerer BMW, Audi og andre kjente bilprodusenter seriøst hvordan man bruker 3D-utskriftsteknologi av metall for å reformere produksjonsmodus
3D-utskrift av metall er ikke begrenset av den komplekse formen på delene, direkte formet, raskt og effektivt, og trenger ikke høye investeringer av formen, som er egnet for moderne produksjon. Den vil bli utviklet og brukt raskt nå og i fremtiden. Hvis du har metalldeler som trenger 3D-utskrift, kan du kontakte oss.
3D-utskrift av metall er ikke begrenset av den komplekse formen på delene, direkte formet, raskt og effektivt, og trenger ikke høye investeringer av formen, som er egnet for moderne produksjon. Den vil bli utviklet og brukt raskt nå og i fremtiden. Hvis du har metalldeler som trenger 3D-utskrift,værsåsnill kontakt oss.
