1. Základní pojmy a upřesnění kategorií
1.1 Interpretace a základní zařízení
(3d prášek z tiskové slitiny)
Ocelový 3D tisk, rovněž označované jako výroba kovových přísad (DOPOLEDNE), je konstrukční strategie vrstva po vrstvě, která konstruuje trojrozměrné kovové komponenty přímo z digitálních verzí s využitím práškové nebo drátěné suroviny.
Na rozdíl od subtraktivních metod, jako je frézování nebo soustružení, které se zbavují produktu, aby dosáhly formy, steel AM přidává produkt přesně tam, kde je potřeba, umožňující mimořádnou geometrickou složitost s velmi malým množstvím odpadu.
Proces začíná 3D CAD verzí nakrájenou na tenké rovné vrstvy (obecně 20– 100 µm tlustý). Zdroj s vysokou energií– laserový nebo elektronový paprsek– přesně taví nebo taví ocelové úlomky podle průřezu vrstvy, který po ochlazení tuhne na hustou pevnou látku.
Tento cyklus se opakuje, dokud není vytvořena kompletní součást, běžně v inertním prostředí (argon nebo dusík) aby se zabránilo oxidaci citlivých slitin, jako je titan nebo lehký hliník.
Výsledná mikrostruktura, mechanické obytné nebo komerční nemovitosti, a povrchové úpravy jsou regulovány tepelným pozadím, kontrolní přístup, a materiálové vlastnosti, vyžadující přesnou kontrolu specifikací postupu.
1.2 Významné technologie Metal AM
Oba dominantní fúze prášek-lůžko (PBF) moderní technologie jsou náročné laserové tavení (SLM) a elektronový paprsek tání světla (EBM).
SLM využívá vysoce výkonný vláknový laser (běžně 200– 1000 W) k úplnému roztavení kovového prášku v komoře naplněné argonem, produkuje téměř plnou hustotu (> 99.5%) díly s jemným funkčním rozlišením a hladkými povrchy.
EBM využívá vysokonapěťový elektronový paprsek v prostředí vysavače, běží při vyšších úrovních teploty konstrukce (600– 1000 °C), což snižuje zbytkovou úzkost a umožňuje zpracování křehkých slitin jako Ti-6Al-4V nebo Inconel odolné proti praskání 718.
Mimo PBF, Řízená depozice energie (DED)– sestávající z laserové depozice kovů (LMD) a Cord Arc Ingredient Manufacturing (WAAM)– dodává kovový prášek nebo kabel do zkapalněného bazénu vytvořeného laserem, plazma, nebo elektrický oblouk, vhodné pro velkorozměrové upevnění nebo díly ve tvaru téměř sítě.
Tryskání pojiva, mnohem méně plně vyvinuté pro kovy, zahrnuje přenos činidla vázajícího tekutinu na vrstvy kovového prášku, následuje slinování v topném systému; používá vysokou rychlost, ale nižší hustotu a rozměrovou přesnost.
Každá inovace stabilizuje kompromisy v rozlišení, cena stavby, materiálová kompatibilita, a potřeby následného zpracování, možnost navádění na základě požadavků aplikace.
2. Materiály a metalurgická hlediska
2.1 Běžné slitiny a jejich aplikace
Ocelový 3D tisk podporuje různé konstrukční slitiny, sestávající z nerezové oceli (např., 316L, 17-4PH), nástrojové oceli (H13, Maražová ocel), superslitiny na bázi niklu (Inconel 625, 718), slitiny titanu (Ti-6Al-4V, CP-Ti), lehký hliník (AlSi 10Mg, Sc-modifikovaný Al), a kobalt-chrom (CoCrMo).
Nerezové oceli používají odolnost proti poškození a malou výdrž pro fluidní potrubí a klinické nástroje.
(3d prášek z tiskové slitiny)
Niklové superslitiny zvládají nastavení vysokých teplot, jako jsou lopatky turbín a trysky raket, díky jejich odolnosti proti tečení a oxidační stabilitě.
Slitiny titanu integrují vysoký poměr pevnosti k hustotě s biokompatibilitou, díky tomu jsou vhodné pro letecké držáky a ortopedické implantáty.
Hliníkové slitiny umožňují výrobu lehkých architektonických součástí v automobilech a dronech, ačkoli jejich vysoká odrazivost a tepelná vodivost držení těla je obtížné pro absorpci laseru a stabilitu lázně taveniny.
Vývoj produktu pokračuje u slitin s vysokou entropií (v HEA) a funkčně odstupňované make-upy, které přesouvají domovy do osamocené části.
2.2 Mikrostruktura a požadavky na post-processing
Rychlé cykly zahřívání a ochlazování v kovovém AM vytvářejí výrazné mikrostruktury– často velké pohyblivé dendrity nebo sloupcová zrna seřazená s tepelnou cirkulací– které se podstatně liší od litých nebo tvářených ekvivalentů.
I když to může zvýšit výdrž díky zjemnění zrna, může také zavádět anizotropii, pórovitost, nebo zbytkový stres a úzkosti, které ohrožují výkon vyčerpání.
V důsledku toho, téměř všechny kovové AM komponenty potřebují následné zpracování: žíhání pro zmírnění napětí pro snížení zkreslení, horké izostatické tlačení (HIP) k uzavření vnitřních pórů, obrábění pro kritické odpory, a dokončení povrchové plochy (např., elektrolytické leštění, shot peening) ke zlepšení vyčerpávajícího života.
Tepelné terapie jsou přizpůsobeny slitinovým systémům– například, možnost stárnutí po dobu 17-4PH, aby se dosáhlo ztuhnutí srážek, nebo beta žíhání pro Ti-6Al-4V pro zvýšení tažnosti.
Kontrola kvality se opírá o nedestruktivní screening (NDT) jako je rentgenová počítačová tomografie (ČT) a ultrazvuková kontrola k odhalení vnitřních problémů nedetekovatelných okem.
3. Flexibilita designu a průmyslový vliv
3.1 Geometrické technologie a funkční asimilace
Kovový 3D tisk otevírá standardy rozvržení nemožné při standardní výrobě, jako jsou vnitřní konformní chladicí sítě v brokových formách, příhradové konstrukce pro redukci hmotnosti, a tony optimalizované pro topologii, které minimalizují spotřebu materiálu.
Komponenty, které se po nastavení z mnoha dílů mohou nyní publikovat jako monolitická zařízení, snížení kloubů, šrouby, a možné faktory selhání.
Tato užitečná integrace zvyšuje spolehlivost leteckých a lékařských přístrojů a zároveň snižuje složitost dodavatelského řetězce a náklady na dodávky.
Generativní návrhové vzorce, v kombinaci s optimalizací řízenou simulací, okamžitě vyvíjet přirozené formy, které splňují výkonnostní cíle v reálných oblastech, posouvá hranice výkonu.
Přizpůsobení v měřítku je nakonec možné– zubní korunky, implantáty specifické pro pacienta, a letecké armatury na zakázku lze vyrábět finančně bez přestavby.
3.2 Sektorová podpora a ekonomická hodnota
Letectví vede adopci, s podnikáním, jako jsou trysky tiskového plynu GE Air travel pro motory LEAP– konsolidující 20 komponenty přímo do jednoho, minimalizace hmotnosti o 25%, a pětinásobné zvýšení odolnosti.
Výrobci zdravotnických prostředků využívají AM pro porézní kyčelní stonky, které motivují prorůstání kostí a lebeční ploténky odpovídající individuální anatomii z CT skenů.
Automobilové firmy používají ocel AM pro rychlé prototypování, lehké držáky, a vysoce výkonné závodní prvky, kde výkon převažuje nad náklady.
Nástrojařský průmysl těží z konformně chlazených forem, které zkracují doby cyklu přibližně o 70%, zvýšení výkonu v hromadné výrobě.
Zatímco ceny výrobců jsou nadále vysoké (200k– 2M), klesající ceny, zlepšená propustnost, a certifikované zdroje dat o produktech rozšiřují přístup ke středně velkým podnikům a servisním střediskům.
4. Výzvy a budoucí směry
4.1 Technické a akreditační bariéry
Navzdory vývoji, metal AM čelí překážkám v opakovatelnosti, kvalifikace, a standardizace.
Malé odchylky v práškové chemii, obsah webu o vlhkosti, nebo laserové zaměření může změnit mechanické budovy, náročné na přísnou kontrolu procesu a dohled na místě (např., tavné bazénové elektronické kamery, akustické snímací jednotky).
Akreditace pro aplikace kritické z hlediska bezpečnosti– zejména v letecké dopravě a jaderném průmyslu– vyžaduje komplexní statistické ověřování v rámci struktur, jako je ASTM F42, ISO/ASTM 52900, a NADCAP, která je zdlouhavá a drahá.
Postupy opětovného použití prášku, nebezpečí kontaminace, a nedostatek globálních materiálových požadavků ještě více komplikuje komerční škálování.
Probíhají snahy o vytvoření elektronických dvojčat, která spojují procesní specifikace s výkonem komponent, umožňující prediktivní zajištění kvality a sledovatelnost.
4.2 Vznikající trendy a vybavení nové generace
Budoucí vylepšení spočívají v multilaserových systémech (4– 12 lasery) které výrazně zvyšují rychlost výstavby, hybridní zařízení zahrnující AM s CNC obráběním v jednom systému, a in-situ legování pro zakázkové make-upy.
Je začleněn expertní systém pro detekci problémů v reálném čase a adaptivní úpravu specifikací během tisku.
Udržitelné úsilí se zaměřuje na recyklaci prášku v uzavřené smyčce, energeticky účinný paprsek světelných zdrojů, a hodnocení životního cyklu pro kvantifikaci ekologických přínosů oproti tradičním přístupům.
Výzkum ultrarychlých laserů, studený sprej AM, a tisk s pomocí magnetického pole by mohl překonat stávající omezení odrazivosti, opakující se stres a úzkost, a kontrola zarovnání zrn.
Jak tento vývoj roste, kovový 3D tisk se jistě změní ze speciálního prototypového zařízení na běžnou výrobní techniku– přetvářet způsob, jakým se vyrábí vysoce hodnotné ocelové díly, vyrobeno, a uvolňovány napříč trhy.
5. Distributor
TRUNNANO je dodavatelem kulového wolframového prášku s nad 12 let zkušeností s úsporami energie v nanostavbách a vývojem nanotechnologií. Přijímá platby prostřednictvím kreditní karty, T/T, West Union a Paypal. Trunnano bude zboží odesílat zákazníkům do zámoří prostřednictvím společnosti FedEx, DHL, letecky, nebo po moři. Chcete-li se dozvědět více o Spherical Tungsten Powder, neváhejte nás kontaktovat a poslat dotaz.
Tagy: 3d tisk, 3d tiskový kovový prášek, prášková metalurgie 3D tisk
Všechny články a obrázky jsou z internetu. Pokud existují nějaké problémy s autorskými právy, prosím kontaktujte nás včas pro odstranění.
Zeptejte se nás