1. مفاهیم اساسی و پالایش مقوله ها
1.1 دستگاه تفسیر و هسته
(3پودر آلیاژ چاپ د)
پرینت سه بعدی استیل, به همین ترتیب به عنوان تولید افزودنی های فلزی نیز گفته می شود (AM), یک استراتژی ساخت و ساز لایه به لایه است که اجزای فلزی سه بعدی را مستقیماً از نسخه های دیجیتال با استفاده از مواد اولیه پودری یا سیمی می سازد..
بر خلاف روشهای تفریقی مانند آسیاب یا تراشکاری, که برای رسیدن به فرم از شر محصول خلاص می شوند, فولاد AM محصول را دقیقاً در جایی که لازم است اضافه می کند, امکان پیچیدگی هندسی خارق العاده با ضایعات بسیار کم.
این فرآیند با یک نسخه 3 بعدی CAD شروع می شود که به لایه های مستقیم نازک تقسیم شده است (به طور کلی 20– 100 ضخامت میکرومتر). یک منبع انرژی بالا– لیزر یا پرتو الکترونی– قطعات فولادی را با توجه به سطح مقطع لایه دقیقا ذوب یا ذوب می کند, که با سرد شدن جامد می شود و جامد غلیظی به وجود می آید.
این چرخه تا زمانی که جزء کامل ساخته شود تکرار می شود, معمولا در یک محیط بی اثر (آرگون یا نیتروژن) برای جلوگیری از اکسیداسیون آلیاژهای پاسخگو مانند تیتانیوم یا آلومینیوم سبک.
ریزساختار حاصل, املاک مسکونی یا تجاری مکانیکی, و پوشش سطح توسط پس زمینه حرارتی تنظیم می شود, بررسی رویکرد, و خصوصیات مواد, نیاز به کنترل دقیق مشخصات روش.
1.2 فن آوری های مهم Metal AM
هر دو همجوشی پودر-تخت غالب (PBF) فناوری های مدرن ذوب لیزری قابل تشخیص هستند (SLM) و پرتو الکترونی ذوب نور (EBM).
SLM از لیزر فیبر با قدرت بالا استفاده می کند (معمولا 200– 1000 دبلیو) برای ذوب کامل پودر فلز در یک محفظه پر از آرگون, تولید چگالی تقریبا کامل (> 99.5%) قطعات با وضوح عملکرد خوب و سطح صاف.
EBM از پرتو الکترونی با ولتاژ بالا در محیط جاروبرقی استفاده می کند, در سطوح بالاتر دمای سازه اجرا می شود (600– 1000 درجه سانتیگراد), که اضطراب باقیمانده را کاهش می دهد و امکان پردازش مقاوم در برابر ترک آلیاژهای شکننده مانند Ti-6Al-4V یا Inconel را فراهم می کند. 718.
فراتر از PBF, رسوب مستقیم انرژی (DED)– متشکل از رسوب فلز لیزری (LMD) و Cord Arc Ingredient Manufacturing (WAAM)– پودر فلز یا کابل را به یک استخر شنای مایع که توسط لیزر ایجاد شده است تغذیه می کند, پلاسما, یا قوس الکتریکی, مناسب برای اتصالات در مقیاس بزرگ یا قطعات نزدیک به شبکه.
بایندر جتینگ, با این حال بسیار کمتر به طور کامل برای فلزات رشد کرده است, شامل انتقال یک ماده اتصال دهنده سیال بر روی لایه های پودر فلز است, به دنبال آن زینترینگ در یک سیستم گرمایشی انجام می شود; از سرعت بالا و در عین حال چگالی کمتر و دقت ابعادی استفاده می کند.
هر نوآوری باعث تثبیت مصالحه در حل و فصل می شود, قیمت ساخت, سازگاری مواد, و نیازهای پس از پردازش, گزینه هدایت بر اساس تقاضاهای برنامه.
2. ملاحظات مواد و متالورژی
2.1 آلیاژهای رایج و کاربردهای آنها
چاپ سه بعدی فولاد از انواع آلیاژهای طراحی پشتیبانی می کند, متشکل از فولادهای ضد زنگ (به عنوان مثال, 316L, 17-4PH), فولادهای ابزار (H13, فولاد ماراژینگ), سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل (اینکونل 625, 718), آلیاژهای تیتانیوم (Ti-6Al-4V, CP-Ti), آلومینیوم سبک وزن (AlSi10Mg, Sc اصلاح شده Al), و کبالت کروم (CoCrMo).
فولادهای زنگ نزن از مقاومت در برابر زوال و استقامت متوسط برای منیفولدهای سیال و ابزار بالینی استفاده می کنند..
(3پودر آلیاژ چاپ د)
سوپرآلیاژهای نیکل به دلیل مقاومت در برابر خزش و پایداری در برابر اکسیداسیون، به تنظیمات دمای بالا مانند پرههای توربین و نازلهای موشک تسلط دارند..
آلیاژهای تیتانیوم نسبت استحکام به چگالی بالا را با زیست سازگاری ادغام می کنند, آنها را برای براکت های هوافضا و ایمپلنت های ارتوپدی مناسب می کند.
آلیاژهای آلومینیوم این امکان را برای اجزای معماری سبک وزن در کاربردهای خودرو و هواپیماهای بدون سرنشین فراهم می کند., اگرچه انعکاس بالا و رسانایی حرارتی آنها برای جذب لیزر و پایداری حوضچه مذاب مشکل دارند..
پیشرفت محصول با آلیاژهای با آنتروپی بالا ادامه می یابد (در HEA) و آرایش های درجه بندی شده عملکردی که خانه ها را در یک قسمت منفرد جابجا می کند.
2.2 ریزساختار و تقاضاهای پس از پردازش
چرخه های گرمایش و خنک کننده سریع در فلز AM ریزساختارهای متمایز ایجاد می کند– اغلب دندریتهای متحرک بزرگ یا دانههای ستونی که با گردش گرما در یک ردیف قرار گرفتهاند– که به طور قابل ملاحظه ای با معادل های ریخته گری یا فرفورژه متفاوت است.
در حالی که این می تواند استقامت را از طریق پالایش دانه افزایش دهد, همچنین ممکن است ناهمسانگردی را معرفی کند, تخلخل, یا استرس و اضطراب های باقی مانده که عملکرد خستگی را به خطر می اندازد.
در نتیجه, تقریباً تمام اجزای AM فلزی نیاز به پس پردازش دارند: بازپخت کاهش تنش برای کاهش اعوجاج, هل دادن ایزواستاتیک داغ (HIP) برای بستن منافذ داخلی, ماشینکاری برای مقاومت های بحرانی, و مساحت سطح تکمیل می شود (به عنوان مثال, پولیش الکتریکی, گلوله پینینگ) برای بهبود زندگی خسته.
حرارت درمانی برای سیستم های آلیاژی سفارشی شده است– به عنوان مثال, گزینه پیری برای 17-4PH برای انجام جامد شدن بارندگی, یا بازپخت بتا برای Ti-6Al-4V برای افزایش شکل پذیری.
کنترل کیفیت بر غربالگری غیر مخرب متکی است (NDT) مانند توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس (سی تی) و بازرسی اولتراسونیک برای کشف مسائل داخلی غیرقابل تشخیص برای چشم.
3. انعطاف طراحی و نفوذ صنعتی
3.1 فناوری هندسی و جذب عملکردی
چاپ سه بعدی فلزی استانداردهای چیدمان را با تولید استاندارد غیرممکن می کند, مانند شبکه های خنک کننده منسجم داخلی در قالب های شات, چارچوب های مشبک برای کاهش وزن, و دوره های بهینه شده با توپولوژی که استفاده از مواد را به حداقل می رساند.
اجزایی که وقتی برای راه اندازی از قطعات زیادی فراخوانی می شوند، اکنون می توانند به عنوان دستگاه های یکپارچه منتشر شوند, کاهش مفاصل, پیچ و مهره, و عوامل شکست احتمالی.
این ادغام مفید، قابلیت اطمینان را در ابزارهای هوافضا و پزشکی افزایش می دهد و در عین حال پیچیدگی زنجیره تامین و هزینه های تامین را کاهش می دهد..
فرمول های طراحی مولد, همراه با بهینه سازی مبتنی بر شبیه سازی, فوراً فرمهای طبیعی را ایجاد کنید که اهداف عملکردی را در قالبهای دنیای واقعی برآورده میکنند, فشار دادن مرزهای عملکرد.
سفارشی سازی در مقیاس در نهایت امکان پذیر است– تاج های دندان, ایمپلنت های مخصوص بیمار, و اتصالات هوافضای سفارشی را می توان بدون نیاز به تجهیزات مجدد به صورت مالی تولید کرد.
3.2 تقویت و ارزش اقتصادی خاص بخش
هوافضا منجر به پذیرش می شود, با مشاغلی مانند نازل های گاز چاپ مسافرتی GE Air برای موتورهای LEAP– تحکیم 20 کامپوننت ها درست در یک, به حداقل رساندن وزن توسط 25%, و دوام را تا پنج برابر بهبود می بخشد.
تولیدکنندگان دستگاه های پزشکی از AM برای ساقه های متخلخل لگن استفاده می کنند که رشد استخوانی را تحریک می کند و صفحات جمجمه مطابق با آناتومی فردی از سی تی اسکن.
شرکت های خودروسازی از فولاد AM برای نمونه سازی سریع استفاده می کنند, براکت های سبک وزن, و عناصر مسابقه ای با عملکرد بالا که در آن عملکرد بیشتر از هزینه است.
صنایع ابزارسازی از قالبهایی که به طور منسجم خنک میشوند سود میبرند که زمان چرخه را تقریباً کاهش میدهند 70%, افزایش عملکرد در تولید انبوه.
در حالی که قیمت های سازنده همچنان بالاست (200ک– 2م), کاهش قیمت ها, توان عملیاتی بهبود یافته, و منابع داده محصول گواهی شده در حال گسترش دسترسی به دفاتر خدمات و مشاغل متوسط هستند.
4. چالش ها و جهت گیری های آینده
4.1 موانع فنی و اعتباربخشی
با وجود توسعه, فلز AM در تکرارپذیری با موانعی مواجه است, صلاحیت, و استانداردسازی.
تغییرات کوچک در شیمی پودر, محتوای وب مرطوب, یا فوکوس لیزری می تواند ساختمان های مکانیکی را تغییر دهد, خواستار کنترل دقیق فرآیند و نظارت در محل است (به عنوان مثال, دوربین های الکترونیکی استخر ذوب, واحدهای حسگر صوتی).
اعتبار برای برنامه های کاربردی حیاتی ایمنی– به ویژه در سفرهای هوایی و صنایع هسته ای– نیاز به اعتبار سنجی آماری جامع تحت ساختارهایی مانند ASTM F42 دارد, ISO/ASTM 52900, و NADCAP, که طولانی و گران است.
روش های استفاده مجدد از پودر, خطرات آلودگی, و فقدان نیازهای جهانی مواد، مقیاس تجاری را پیچیده تر می کند.
تلاشها برای ایجاد دوقلوهای الکترونیکی در حال انجام است که مشخصات فرآیند را به عملکرد قطعه متصل میکند, تضمین کیفیت و قابلیت ردیابی پیش بینی را قادر می سازد.
4.2 روندهای ظهور و تجهیزات نسل بعدی
پیشرفت های آینده شامل سیستم های چند لیزری است (4– 12 لیزرها) که به طور قابل توجهی نرخ ساخت را افزایش می دهد, تجهیزات هیبریدی شامل AM با ماشینکاری CNC در یک سیستم, و آلیاژ در محل برای آرایش های سفارشی.
سیستم خبره برای تشخیص بلادرنگ مشکل و تنظیم مشخصات تطبیقی در حین چاپ گنجانده شده است.
تلاش های پایدار بر بازیافت پودر حلقه بسته متمرکز است, پرتو انرژی کارآمد از منابع نور, و ارزیابی چرخه زندگی برای تعیین کمیت مزایای زیست محیطی نسبت به رویکردهای سنتی.
تحقیق در مورد لیزرهای فوق سریع, اسپری سرد AM, و چاپ با کمک میدان مغناطیسی ممکن است بر محدودیت های موجود در بازتاب غلبه کند, استرس و اضطراب مکرر, و کنترل تراز دانه.
با رشد این تحولات, چاپ سه بعدی فلزی مطمئناً از یک دستگاه نمونه سازی جدید به یک تکنیک تولید اصلی تغییر خواهد کرد– تغییر شکل نحوه ساخت قطعات فولادی با ارزش بالا, ساخته شده است, و در سراسر بازار منتشر شد.
5. توزیع کننده
TRUNNANO تامین کننده پودر تنگستن کروی با بیش از حد است 12 سالها تجربه در حفظ انرژی نانوساختمان و توسعه فناوری نانو. پرداخت از طریق کارت اعتباری را می پذیرد, T/T, West Union و Paypal. Trunnano کالاها را از طریق FedEx برای مشتریان خارج از کشور ارسال خواهد کرد, DHL, از طریق هوا, یا از طریق دریا. اگر می خواهید در مورد پودر تنگستن کروی بیشتر بدانید, لطفا با ما تماس بگیرید و درخواست ارسال کنید.
برچسب ها: 3چاپ د, 3d چاپ پودر فلز, چاپ سه بعدی متالورژی پودر
همه مقالات و تصاویر از اینترنت هستند. اگر هر گونه مشکل کپی رایت وجود دارد, لطفا به موقع برای حذف با ما تماس بگیرید.
از ما پرس و جو کنید