1. Osnovni koncepti i preciziranje kategorija
1.1 Interpretacija i osnovni uređaj
(3d štamparske legure u prahu)
3D štampanje čelika, također se naziva proizvodnja metalnih aditiva (AM), je strategija konstrukcije sloj po sloj koja konstruiše trodimenzionalne metalne komponente direktno iz digitalnih verzija koristeći praškaste ili žičane sirovine.
Za razliku od subtraktivnih metoda kao što su glodanje ili struganje, koji se oslobađaju proizvoda da bi postigli formu, steel AM dodaje proizvod baš tamo gde je to potrebno, omogućavajući izuzetnu geometrijsku složenost sa vrlo malo otpada.
Proces počinje sa 3D CAD verzijom isečenom na tanke ravne slojeve (generalno 20– 100 µm debljine). Izvor visoke energije– laserski ili elektronski snop– precizno topi ili spaja čelične fragmente prema poprečnom presjeku sloja, koji se pri hlađenju učvršćuje i formira gustu čvrstu supstancu.
Ovaj ciklus se ponavlja sve dok se kompletna komponenta ne konstruiše, obično u inertnom ambijentu (argon ili azot) za sprječavanje oksidacije osjetljivih legura poput titanijuma ili laganog aluminija.
Nastala mikrostruktura, mehaničke stambene ili poslovne nekretnine, i površinski premaz reguliše se termičkom pozadinom, provjeri pristup, i karakteristike materijala, zahtijevaju preciznu kontrolu specifikacija procedura.
1.2 Značajne Metal AM Technologies
Oba dominantna fuzija praha (PBF) moderne tehnologije su Pronicljivo lasersko topljenje (SLM) i Elektronski snop svjetlosti topljenja (EBM).
SLM koristi vlaknasti laser velike snage (obično 200– 1000 W) za potpuno istopiti metalni prah u komori ispunjenoj argonom, proizvodeći skoro punu gustinu (> 99.5%) dijelovi s finom funkcionalnom rezolucijom i glatkim površinama.
EBM koristi visokonaponski elektronski snop u okruženju usisivača, rad na višim nivoima temperature konstrukcije (600– 1000 °C), koji smanjuje rezidualnu anksioznost i omogućava obradu krhkih legura kao što su Ti-6Al-4V ili Inconel otporne na pucanje 718.
Beyond PBF, Usmjereno taloženje energije (DED)– koji se sastoji od laserskog taloženja metala (LMD) i proizvodnja sastojaka za električni luk (WAAM)– dovodi metalni prah ili kabl u tečni bazen stvoren laserom, plazma, ili električni luk, pogodan za pričvršćivanje velikih dimenzija ili dijelove u obliku mreže.
Binder Jetting, međutim mnogo manje u potpunosti uzgojen za metale, uključuje prenošenje tečnog vezivnog sredstva na slojeve metalnog praha, nakon čega slijedi sinterovanje u sistemu grijanja; koristi veliku brzinu, ali nižu gustinu i tačnost dimenzija.
Svaka inovacija stabilizuje kompromise u rezoluciji, cijena izgradnje, kompatibilnost materijala, i potrebe za naknadnom obradom, opcija vođenja zasnovana na zahtjevima aplikacije.
2. Materijali i metalurška razmatranja
2.1 Uobičajene legure i njihova primjena
3D štampanje čelika podržava različite dizajnerske legure, koji se sastoji od nerđajućeg čelika (npr., 316L, 17-4PH), alatnih čelika (H13, Maraging steel), superlegura na bazi nikla (Inconel 625, 718), legura titanijuma (Ti-6Al-4V, CP-Ti), lagan aluminijum (AlSi10Mg, Sc-modificirani Al), i kobalt-hrom (CoCrMo).
Nerđajući čelici koriste otpornost na propadanje i skromnu izdržljivost za fluidne razvodnike i kliničke instrumente.
(3d štamparske legure u prahu)
Superlegure nikla ovladavaju visokim temperaturama kao što su lopatice turbine i raketne mlaznice zbog njihove otpornosti na puzanje i oksidacijske stabilnosti.
Legure titana integrišu visok odnos čvrstoće i gustine sa biokompatibilnošću, što ih čini pogodnim za aerospace nosače i ortopedske implantate.
Aluminijske legure omogućavaju izradu lakih arhitektonskih komponenti u automobilskim i dron aplikacijama, iako njihova visoka refleksivnost i toplotna provodljivost otežavaju držanje za lasersku apsorpciju i stabilnost bazena taline.
Napredak proizvoda nastavlja se sa legurama visoke entropije (u HEA) i funkcionalno raspoređene šminke koje smještaju domove unutar usamljenog dijela.
2.2 Zahtjevi za mikrostrukturu i naknadnu obradu
Brzi ciklusi zagrijavanja i hlađenja u metalnom AM stvaraju različite mikrostrukture– često veliki pokretni dendriti ili stupasta zrna poredana sa cirkulacijom toplote– koji se značajno razlikuju od livenih ili kovanih ekvivalenata.
Iako ovo može poboljšati izdržljivost kroz prečišćavanje zrna, takođe može uvesti anizotropiju, poroznost, ili rezidualni stres i anksioznost koji ugrožavaju učinak iscrpljenosti.
Shodno tome, gotovo sve metalne AM komponente trebaju naknadnu obradu: žarenje za ublažavanje napetosti radi smanjenja izobličenja, vruće izostatičko guranje (HIP) za zatvaranje unutrašnjih pora, obrada za kritične otpore, i završetak površine (npr., elektropoliranje, shot peening) za poboljšanje života iscrpljenosti.
Terapije toplinom su prilagođene sistemima od legure– na primjer, opcija starenja za 17-4PH da bi se postiglo stvrdnjavanje padavina, ili beta žarenje za Ti-6Al-4V radi poboljšanja duktilnosti.
Kontrola kvaliteta se oslanja na nedestruktivno ispitivanje (NDT) kao što je rendgenska kompjuterizovana tomografija (CT) i ultrazvučna inspekcija kako bi se otkrili unutrašnji problemi koji se ne mogu uočiti oku.
3. Fleksibilnost dizajna i industrijski utjecaj
3.1 Geometrijska tehnologija i funkcionalna asimilacija
Metalna 3D štampa otvara standarde izgleda nemoguće sa standardnom proizvodnjom, kao što su unutrašnje konformne rashladne mreže u kalupima, rešetkasti okviri za smanjenje težine, i tonski optimizirani kursevi koji minimiziraju upotrebu materijala.
Komponente koje se pozivaju na postavljanje iz puno dijelova sada mogu biti objavljene kao monolitni uređaji, reducirajući zglobovi, vijci, i mogući faktori neuspjeha.
Ova korisna integracija povećava pouzdanost u svemirskim i medicinskim napravama, istovremeno smanjujući složenost lanca nabavke i troškove nabavke.
Formule generativnog dizajna, uparen sa optimizacijom vođenom simulacijom, odmah razvijaju prirodne forme koje ispunjavaju ciljeve performansi u stvarnom svijetu, pomeranje granica performansi.
Prilagodba na skali postaje moguća– zubne krunice, implantati specifični za pacijenta, i oprema za vazduhoplovstvo po meri može se finansijski proizvesti bez preuređenja.
3.2 Sektorsko-specifično hraniteljstvo i ekonomska vrijednost
Vazduhoplovstvo predvodi usvajanje, sa poslovanjem kao što je GE Air travel štampanje gasnih mlaznica za LEAP motore– konsolidovanje 20 komponente direktno u jednu, minimiziranje težine 25%, i petostruko poboljšanje trajnosti.
Proizvođači medicinskih uređaja koriste AM za porozne stabljike kuka koje motiviraju urastanje kostiju i lobanjske ploče koje odgovaraju individualnoj anatomiji s CT skeniranja.
Automobilske firme koriste čelik AM za brzu izradu prototipa, lagani nosači, i trkaći elementi visokih performansi gdje performanse nadmašuju troškove.
Industrije alata imaju koristi od konformno hlađenih kalupa koji skraćuju vrijeme ciklusa za otprilike 70%, povećanje performansi u masovnoj proizvodnji.
Dok su proizvođačke cijene i dalje visoke (200k– 2M), snižavanje cijena, poboljšana propusnost, i certificirani izvori podataka o proizvodima proširuju pristup srednjim poslovnim i uslužnim biroima.
4. Izazovi i budući pravci
4.1 Tehničke i akreditacijske barijere
Uprkos razvoju, metal AM se suočava sa preprekama u ponovljivosti, kvalifikacija, i standardizacije.
Male varijacije u hemiji praha, wetness web sadržaj, ili laserski fokus može promijeniti mehaničke zgrade, zahtijevaju rigoroznu kontrolu procesa i nadzor na licu mjesta (npr., melt bazenske elektronske kamere, akustičke senzorske jedinice).
Akreditacija za sigurnosno kritične aplikacije– posebno u zračnom prometu i nuklearnoj industriji– zahtijeva sveobuhvatnu statističku validaciju u okviru struktura kao što je ASTM F42, ISO/ASTM 52900, i NADCAP, što je dugotrajno i skupo.
Postupci ponovne upotrebe praha, opasnosti od kontaminacije, i nedostatak globalnih zahtjeva za materijalom još više komplikuju komercijalno skaliranje.
U toku su napori da se uspostave elektronski blizanci koji povezuju specifikacije procesa sa performansama komponenti, omogućavajući prediktivno osiguranje kvaliteta i sljedivost.
4.2 Nastali trendovi i oprema nove generacije
Buduća poboljšanja se sastoje od multi-laserskih sistema (4– 12 laseri) koji značajno povećavaju stopu izgradnje, hibridna oprema koja uključuje AM sa CNC obradom u jednom sistemu, i legiranje na licu mjesta za šminku po mjeri.
Ugrađen je ekspertni sistem za otkrivanje problema u realnom vremenu i prilagodljivo prilagođavanje specifikacija tokom štampanja.
Održivi napori se fokusiraju na zatvorenu petlju recikliranja praha, energetski efikasan snop izvora svjetlosti, i evaluacije životnog ciklusa za kvantificiranje ekoloških koristi u odnosu na tradicionalne pristupe.
Istraživanje ultra brzih lasera, chilly sprej AM, i štampanje uz pomoć magnetnog polja moglo bi prevazići postojeća ograničenja u refleksivnosti, ponavljajući stres i anksioznost, i kontrolu poravnanja zrna.
Kako ovi razvoji rastu, 3D štampanje metala će se sigurno promijeniti od nišnog uređaja za izradu prototipa u mainstream proizvodnu tehniku– preoblikovati način na koji se prave čelični dijelovi visoke vrijednosti, napravljeno, i puštena na tržišta.
5. Distributer
TRUNNANO je dobavljač sfernog volframovog praha sa preko 12 godine iskustva u očuvanju energije u nano zgradama i razvoju nanotehnologije. Prihvata plaćanje putem kreditne kartice, T/T, West Union i Paypal. Trunnano će slati robu kupcima u inostranstvu preko FedEx-a, DHL, vazdušnim putem, ili morem. Ako želite saznati više o sferičnom prahu od volframa, slobodno nas kontaktirajte i pošaljite upit.
Oznake: 3d štampanje, 3d štampanje metalnog praha, metalurgija praha 3d štampa
Svi članci i slike su sa interneta. Ako postoje problemi sa autorskim pravima, molimo da nas kontaktirate na vrijeme za brisanje.
Raspitajte se kod nas