הדפסת תלת מימד מתכתית

לאחרונה עשינו הדגמה של מתכתהדפסת תלת מימד, וסיימנו את זה בהצלחה רבה, אז מה זה מתכתהדפסת תלת מימד? מהם היתרונות והחסרונות שלה?

הדפסת תלת מימד מתכת היא טכנולוגיית ייצור תוספות הבונה חפצים תלת מימדיים על ידי הוספת חומרי מתכת שכבה לפי שכבה. להלן מבוא מפורט להדפסת תלת מימד מתכת:

עיקרון טכני
סינון לייזר סלקטיבי (SLS): השימוש בקורות לייזר אנרגיות גבוהות כדי להמיס באופן סלקטיבי אבקות מתכת סלקטיביות, חימום חומר האבקה לטמפרטורה מעט מתחת לנקודת ההיתוך שלו, כך שנוצרים קשרים מתכתיים בין חלקיקי אבקה, ובכך לבנות את שכבת האובייקט בשכבה. בתהליך ההדפסה מונחת תחילה שכבה אחידה של אבקת מתכת על פלטפורמת ההדפסה, ואז קרן הלייזר סורקת את האבקה על פי צורת החתך של האובייקט, כך שהאבקה הסרוקה נמסה ומתמצקת יחד, אחרי השלמת שכבת הדפסה, הפלטפורמה יורדת מרחק מסוים ואז מורחת שכבה חדשה של אבקה, חוזרת על התהליך לעיל עד שהדפסת האובייקט כולו.
התכה בלייזר סלקטיבי (SLM): דומה ל- SLS, אך עם אנרגיית לייזר גבוהה יותר, ניתן להמיס לחלוטין את אבקת המתכת ליצירת מבנה צפוף יותר, צפיפות גבוהה יותר ותכונות מכניות טובות יותר הם גבוהים יותר, קרובים או אפילו חורגים מהחלקים המיוצרים על ידי תהליך הייצור המסורתי. זה מתאים לייצור חלקים בחלל, ציוד רפואי ושדות אחרים הדורשים דיוק וביצועים גבוהים.
התכה של קרני אלקטרונים (EBM): השימוש בקורות אלקטרונים כמקור אנרגיה להמיס אבקות מתכת. לקרן האלקטרונים יש את המאפיינים של צפיפות אנרגיה גבוהה ומהירות סריקה גבוהה, שיכולים להמיס במהירות אבקת מתכת ולשפר את יעילות ההדפסה. הדפסה בסביבת ואקום יכולה להימנע מתגובה של חומרי מתכת עם חמצן במהלך תהליך ההדפסה, המתאים להדפסת סגסוגת טיטניום, סגסוגת מבוססת ניקל וחומרי מתכת אחרים רגישים לתכולת חמצן, המשמשת לעתים קרובות בחלל, ציוד רפואי ובגדול אחר -שדות.
שחול חומרי מתכת (ME): שיטת ייצור מבוססת שחול חומרים, דרך ראש ההחזר כדי להחליף את חומר המתכת בצורה של משי או משחה, ובו בזמן לחימום ולריפוי, כדי להשיג שכבה על ידי דפוס הצטברות שכבה. בהשוואה לטכנולוגיית התכה בלייזר, עלות ההשקעה נמוכה יותר, גמישה ונוחה יותר, המתאימה במיוחד לפיתוח מוקדם בסביבת המשרדים ובסביבה התעשייתית.
חומרים נפוצים
סגסוגת טיטניום: יש את היתרונות של חוזק גבוה, צפיפות נמוכה, עמידות בפני קורוזיה טובה ותאימות ביולוגית, הנמצאת בשימוש נרחב בחלל, ציוד רפואי, רכב ושדות אחרים, כמו להבי מנועי מטוסים, מפרקים מלאכותיים וייצור חלקים אחרים.
נירוסטה: בעלת עמידות בפני קורוזיה טובה, תכונות מכניות ותכונות עיבוד, עלות נמוכה יחסית, היא אחד החומרים הנפוצים בהדפסת תלת מימד מתכתית, ניתן להשתמש בהם לייצור מגוון חלקים, כלים מכניים, מכשירים רפואיים וכן הלאה.
סגסוגת אלומיניום: צפיפות נמוכה, חוזק גבוה, מוליכות תרמית טובה, המתאימה לייצור חלקים עם דרישות משקל גבוהות, כגון בלוק גליל מנועי רכב, חלקים מבניים אוויריים וכו '.
סגסוגת מבוססת ניקל: עם חוזק מעולה בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני חמצון, היא משמשת לעתים קרובות לייצור רכיבי טמפרטורה גבוהה כמו מנועי מטוסים וטורבינות גז.
יִתרוֹן
דרגה גבוהה של חופש עיצוב: היכולת להשיג ייצור צורות ומבנים מורכבים, כמו מבני סריג, מבנים אופטימליים טופולוגיים וכו ', שקשה או בלתי אפשרי להשיג בתהליכי ייצור מסורתיים, מספקת מרחב חדשנות גדול יותר לעיצוב מוצרים, ויכול לייצר חלקים קלים יותר וביצועים גבוהים.
צמצם את מספר החלקים: ניתן לשלב חלקים מרובים בשלמות, ולהפחית את תהליך החיבור וההרכבה בין חלקים, לשפר את יעילות הייצור, להפחית את העלויות, אך גם לשפר את האמינות והיציבות של המוצר.
אבות -טיפוס מהיר: זה יכול לייצר אב -טיפוס של מוצר תוך זמן קצר, להאיץ את מחזור פיתוח המוצר, להפחית את עלויות המחקר והפיתוח ולעזור לארגונים להביא מוצרים לשוק מהר יותר.
ייצור בהתאמה אישית: על פי הצרכים האישיים של הלקוחות, ניתן לייצר מוצרים ייחודיים כדי לעמוד בדרישות המיוחדות של לקוחות שונים, המתאימים לשתלים רפואיים, תכשיטים ושדות מותאמים אישית אחרים.
הַגבָּלָה
איכות פני השטח הגרועה: חספוס פני השטח של חלקי המתכת המודפסים הוא גבוה יחסית, ונדרש לאחר הטיפול, כמו טחינה, ליטוש, תזת חול וכו ', כדי לשפר את גימור פני השטח, ולהגדיל את עלות הייצור וזמן.
ליקויים פנימיים: יתכנו פגמים פנימיים כמו נקבוביות, חלקיקים לא ממוספרים ואיחוי לא שלם במהלך תהליך ההדפסה, המשפיעים על התכונות המכניות של החלקים, במיוחד ביישום עומס גבוה ועומס מחזורי, יש צורך להפחית את ההתרחשות של פגמים פנימיים על ידי אופטימיזציה של פרמטרי תהליך ההדפסה ואימוץ שיטות מתאימות לאחר עיבוד.
מגבלות חומרים: למרות שסוגי חומרי הדפסת התלת מימד המתכת הזמינים גדלים, עדיין קיימות מגבלות חומרים מסוימות בהשוואה לשיטות ייצור מסורתיות, וכמה חומרי מתכת בעלי ביצועים גבוהים קשים יותר להדפסה והעלות גבוהה יותר.
בעיות עלות: עלות ציוד הדפסת תלת מימד מתכת וחומרים גבוהים יחסית ומהירות ההדפסה איטית, שאינה חסכונית כמו תהליכי ייצור מסורתיים לייצור בקנה מידה גדול, וכיום מתאימה בעיקר לייצור אצווה קטנה, בהתאמה אישית ואזורים עם ביצועי מוצר גבוהים ודרישות איכות.
מורכבות טכנית: הדפסת תלת מימד מתכת כוללת פרמטרים מורכבים של תהליכים ובקרת תהליכים, הדורשת מפעילים מקצועיים ותמיכה טכנית, ודורשת רמה טכנית גבוהה וניסיון של מפעילים.
שדה יישום
תעופה וחלל: משמש לייצור להבי מנועי אוויר, דיסקי טורבינה, מבני כנף, חלקי לוויין וכו ', שיכולים להפחית את משקל החלקים, לשפר את יעילות הדלק, להפחית את עלויות הייצור ולהבטיח את הביצועים והאמינות הגבוהים של חלקים.
רכב: ייצור בלוק צילינדר מנוע רכב, מעטפת הילוכים, חלקים מבניים קלים וכו ', כדי להשיג תכנון קל של מכוניות, לשפר את צריכת הדלק והביצועים.
רפואי: ייצור מכשירים רפואיים, מפרקים מלאכותיים, אורתוטיקה שיניים, מכשירים רפואיים הניתנים להשתלה וכו ', על פי ההבדלים האישיים של חולים המותאמים אישית לייצור, משפרים את התאמתם של מכשירים רפואיים והשפעות טיפול.
ייצור עובש: ייצור תבניות הזרקה, תבניות ליציקה למות וכו ', קיצר את מחזור ייצור העובש, הפחתת עלויות, שיפור הדיוק והמורכבות של התבנית.
אלקטרוניקה: ייצור רדיאטורים, פגזים, מעגלים של ציוד אלקטרוני וכו ', להשגת ייצור משולב של מבנים מורכבים, לשפר את הביצועים ואת השפעת פיזור החום של ציוד אלקטרוני.
תכשיטים: על פי היצירתיות וצרכי ​​הלקוחות של המעצב, ניתן לייצר מגוון תכשיטים ייחודיים כדי לשפר את יעילות הייצור ואת ההתאמה האישית של המוצרים.