1. Հիմնական հասկացությունները և կատարելագործել կատեգորիաները
1.1 Մեկնաբանություն և հիմնական սարք
(3դ տպագրական խառնուրդ փոշի)
Պողպատե 3D տպագրություն, likewise referred to as metal additive manufacturing (AM), is a layer-by-layer construction strategy that constructs three-dimensional metallic components directly from digital versions making use of powdered or wire feedstock.
Unlike subtractive methods such as milling or turning, which get rid of product to attain form, steel AM adds product just where required, enabling extraordinary geometric complexity with very little waste.
The process starts with a 3D CAD version sliced into thin straight layers (generally 20– 100 µm thick). A high-energy source– laser or electron beam– precisely melts or fuses steel fragments according per layer’s cross-section, which solidifies upon cooling to form a thick solid.
This cycle repeats till the complete component is constructed, commonly within an inert ambience (argon or nitrogen) կանխելու արձագանքող համաձուլվածքների օքսիդացումը, ինչպիսիք են տիտանը կամ թեթև քաշը ալյումինը.
Ստացված միկրոկառուցվածքը, մեխանիկական բնակելի կամ կոմերցիոն օբյեկտներ, և մակերեսային ծածկույթը կարգավորվում է ջերմային ֆոնով, ստուգման մոտեցում, և նյութական բնութագրերը, պահանջում է ընթացակարգի բնութագրերի ճշգրիտ վերահսկում.
1.2 Նշանակալից Metal AM Technologies
Երկուսն էլ գերիշխող փոշի-մահճակալ միաձուլում (PBF) Ժամանակակից տեխնոլոգիաներն են թափանցիկ լազերային հալեցումը (SLM) և լույսի հալման էլեկտրոնային ճառագայթ (EBM).
SLM-ն օգտագործում է բարձր հզորության մանրաթելային լազեր (սովորաբար 200– 1000 Վ) մետաղի փոշին ամբողջությամբ հալեցնել արգոնով լցված խցիկում, արտադրելով գրեթե լրիվ խտություն (> 99.5%) մասեր, որոնք ունեն նուրբ ֆունկցիայի լուծում և հարթ մակերեսներ.
EBM-ն օգտագործում է բարձր լարման էլեկտրոնային ճառագայթ փոշեկուլի միջավայրում, աշխատում է կառուցվածքի ավելի բարձր ջերմաստիճանի մակարդակներում (600– 1000 ° C), ինչը նվազեցնում է մնացորդային անհանգստությունը և թույլ է տալիս ճաքադիմացկուն մշակել փխրուն համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են Ti-6Al-4V կամ Inconel 718.
PBF-ից այն կողմ, Ուղղորդված էներգիայի կուտակում (DED)– բաղկացած լազերային մետաղի նստվածքից (LMD) և Cord Arc Ingredient Արտադրություն (ՎԱԱՄ)– մետաղական փոշին կամ մալուխը սնուցում է լազերի միջոցով ստեղծված հեղուկ լողավազանի մեջ, պլազմա, կամ էլեկտրական աղեղ, հարմար է լայնածավալ ամրացումների կամ մոտ ցանցի ձև ունեցող մասերի համար.
Binder Jetting, սակայն մետաղների համար լիովին աճեցված է շատ ավելի քիչ, ներառում է հեղուկ կապող նյութի փոխանցում մետաղի փոշու շերտերի վրա, որին հաջորդում է սինթերինգը ջեռուցման համակարգում; այն օգտագործում է բարձր արագություն, բայց ավելի ցածր խտություն և չափերի ճշգրտություն.
Յուրաքանչյուր նորարարություն կայունացնում է փոխզիջումները լուծման հարցում, կառուցել գինը, նյութական համատեղելիություն, և հետմշակման կարիքները, ուղղորդող տարբերակ՝ հիմնված հավելվածի պահանջների վրա.
2. Նյութերի և մետալուրգիական նկատառումներ
2.1 Ընդհանուր համաձուլվածքներ և դրանց կիրառությունները
Պողպատե 3D տպագրությունն ապահովում է դիզայնի մի շարք համաձուլվածքներ, բաղկացած չժանգոտվող պողպատից (օր., 316Լ, 17-4ՊՀ), գործիքների պողպատներ (Հ13, Maraging պողպատ), նիկելի վրա հիմնված սուպերհամաձուլվածքներ (Ինկոնել 625, 718), տիտանի համաձուլվածքներ (Ti-6Al-4V, CP-Ti), թեթև քաշի ալյումին (AlSi 10 մգ, Սկ-ի ձևափոխված Ալ), և կոբալտ-քրոմ (CoCrMo).
Չժանգոտվող պողպատները օգտագործում են քայքայման դիմադրություն և համեստ դիմացկունություն հեղուկային բազմազանության և կլինիկական գործիքների համար.
(3դ տպագրական խառնուրդ փոշի)
Նիկելի գերհամաձուլվածքները տիրապետում են բարձր ջերմաստիճանի պարամետրերին, ինչպիսիք են տուրբինի շեղբերները և հրթիռների վարդակները՝ շնորհիվ սողացող դիմադրության և օքսիդացման կայունության։.
Տիտանի համաձուլվածքները ինտեգրում են ամրության և խտության բարձր հարաբերակցությունը կենսահամատեղելիության հետ, դրանք հարմարեցնելով օդատիեզերական բրեկետների և օրթոպեդիկ իմպլանտների համար.
Ալյումինի համաձուլվածքները հնարավոր են դարձնում թեթև ճարտարապետական բաղադրիչները ավտոմոբիլային և անօդաչու սարքերում, չնայած նրանց բարձր արտացոլման և ջերմային հաղորդունակության կեցվածքի դժվարություններին լազերային կլանման և հալոցքի ավազանի կայունության համար.
Արտադրանքի առաջընթացն ընթանում է բարձր էնտրոպիայի համաձուլվածքներով (ՀԷԱ-ում) և ֆունկցիոնալ դասավորված դիմահարդարումներ, որոնք տեղափոխում են տները միայնակ հատվածում.
2.2 Միկրոկառուցվածք և հետմշակման պահանջներ
Մետաղական AM-ում տաքացման և հովացման արագ ցիկլերը ստեղծում են հստակ միկրոկառուցվածքներ– հաճախ մեծ շարժական դենդրիտներ կամ սյունաձև հատիկներ, որոնք շարված են ջերմության շրջանառությամբ– որոնք էականորեն տարբերվում են ձուլածո կամ կռած համարժեքներից.
Թեև դա կարող է բարձրացնել տոկունությունը հացահատիկի մաքրման միջոցով, այն կարող է նաև ներմուծել անիզոտրոպիա, ծակոտկենություն, կամ մնացորդային սթրես և անհանգստություն, որը վտանգում է հյուծվածության կատարողականը.
Հետեւաբար, գրեթե բոլոր մետաղական AM բաղադրիչները հետմշակման կարիք ունեն: լարվածության մեղմացման եռացում՝ աղավաղումը նվազեցնելու համար, տաք իզոստատիկ հրում (ՀԻՊ) փակել ներքին ծակոտիները, վերամշակում կրիտիկական դիմադրության համար, և մակերեսի լրացում (օր., էլեկտրոփղացում, կրակոցի պենինգ) բարելավել հյուծված կյանքը.
Ջերմային թերապիաները հարմարեցված են համաձուլվածքների համակարգերին– օրինակ, Տարբերակ հնեցում 17-4PH-ի համար՝ տեղումների ամրացումն իրականացնելու համար, կամ բետա եռացում Ti-6Al-4V-ի համար՝ ճկունությունը բարձրացնելու համար.
Որակի վերահսկումը հիմնված է ոչ կործանարար զննման վրա (NDT) ինչպիսին է ռենտգեն համակարգչային տոմոգրաֆիան (CT) և ուլտրաձայնային զննում` աչքի համար աննկատելի ներքին խնդիրներ հայտնաբերելու համար.
3. Դիզայնի ճկունություն և արդյունաբերական ազդեցություն
3.1 Երկրաչափական տեխնոլոգիա և ֆունկցիոնալ ձուլում
Մետաղական 3D տպագրությունը բացում է դասավորության ստանդարտները, որոնք անհնարին են ստանդարտ արտադրության դեպքում, ինչպիսիք են ներքին կոնֆորմ հովացման ցանցերը կրակոցի կաղապարներում, վանդակավոր շրջանակներ քաշի նվազեցման համար, և տոպոլոգիայի համար օպտիմալացված տոննա դասընթացներ, որոնք նվազագույնի են հասցնում նյութի օգտագործումը.
Բաղադրիչները, որոնք կարգավորելու համար պահանջվում են բազմաթիվ մասերից, այժմ կարող են հրապարակվել որպես մոնոլիտ սարքեր, կրճատելով հոդերը, պտուտակներ, և հնարավոր ձախողման գործոնները.
Այս օգտակար ինտեգրումը բարձրացնում է հուսալիությունը օդատիեզերական և բժշկական գործիքներում՝ միաժամանակ կրճատելով մատակարարման շղթայի բարդությունը և մատակարարման ծախսերը:.
Գեներատիվ ձևավորման բանաձևեր, զուգորդված սիմուլյացիայի վրա հիմնված օպտիմալացման հետ, ակնթարթորեն մշակեք բնական ձևեր, որոնք համապատասխանում են կատարողականի նպատակներին իրական աշխարհի լոտի պայմաններում, առաջ մղելով կատարողականի սահմանները.
Անհատականացումը մասշտաբով ավարտվում է հնարավոր– ատամնաբուժական պսակներ, հիվանդին հատուկ իմպլանտներ, իսկ պատվերով օդատիեզերական կցամասերը կարող են ֆինանսապես արտադրվել առանց վերամշակման.
3.2 Ոլորտի հատուկ խթանող և տնտեսական արժեք
Օդատիեզերական ընկերությունը առաջատար է ընդունումը, այնպիսի բիզնեսով, ինչպիսին է GE Air travel տպագրության գազային վարդակները LEAP շարժիչների համար– համախմբող 20 բաղադրիչները անմիջապես մեկում, քաշը նվազագույնի հասցնելով 25%, և հինգ անգամ բարձրացնելով ամրությունը.
Բժշկական սարքերի արտադրողները օգտագործում են AM-ը ծակոտկեն ազդրի ցողունների համար, որոնք խթանում են ոսկրերի աճը և գանգուղեղային թիթեղները, որոնք համապատասխանում են անհատական անատոմիայի CT սկանավորմանը:.
Ավտոմոբիլաշինական ընկերությունները օգտագործում են պողպատե AM արագ նախատիպեր ստեղծելու համար, թեթև փակագծեր, և բարձր արդյունավետությամբ մրցարշավային տարրեր, որտեղ կատարողականությունը գերազանցում է ծախսերը.
Գործիքագործական արդյունաբերությունները շահում են համապատասխան սառեցված կաղապարներից, որոնք մոտավորապես կրճատում են ցիկլի ժամանակը 70%, զանգվածային արտադրության մեջ կատարողականի բարձրացում.
Մինչդեռ արտադրողների գները շարունակում են բարձր մնալ (200կ– 2Մ), գների նվազում, բարելավված թողունակությունը, և արտադրանքի հավաստագրված տվյալների աղբյուրները ընդլայնում են մուտքը միջին բիզնեսի և սպասարկման բյուրոներ.
4. Մարտահրավերներ և ապագա ուղղություններ
4.1 Տեխնիկական և հավատարմագրման խոչընդոտներ
Չնայած զարգացմանը, մետաղական AM-ը բախվում է խոչընդոտների կրկնելիության մեջ, որակավորումը, և ստանդարտացում.
Փոշու քիմիայի փոքր տատանումները, խոնավության վեբ բովանդակություն, կամ լազերային ֆոկուսը կարող է փոխել մեխանիկական շենքերը, պահանջելով գործընթացի խիստ վերահսկողություն և տեղում հսկողություն (օր., հալված լողավազանի էլեկտրոնային տեսախցիկներ, ակուստիկ զգայական միավորներ).
Անվտանգության համար կարևոր հայտերի հավատարմագրում– հատկապես օդային ճանապարհորդության և միջուկային արդյունաբերության ոլորտում– պահանջում է համապարփակ վիճակագրական վավերացում այնպիսի կառույցների ներքո, ինչպիսիք են ASTM F42-ը, ISO/ASTM 52900, և NADCAP, որը երկար է և թանկ.
Փոշու վերաօգտագործման ընթացակարգեր, աղտոտման վտանգները, և նյութական գլոբալ պահանջների բացակայությունն էլ ավելի է բարդացնում առևտրային մասշտաբը.
Աշխատանքներ են տարվում էլեկտրոնային երկվորյակներ ստեղծելու համար, որոնք գործընթացի բնութագրերը կապում են բաղադրիչի կատարման հետ, հնարավորություն տալով կանխատեսելի որակի ապահովում և հետագծելիություն.
4.2 Առաջացող միտումներ և հաջորդ սերնդի սարքավորումներ
Ապագա բարելավումները բաղկացած են բազմալազերային համակարգերից (4– 12 լազերներ) որոնք էապես բարձրացնում են շինարարության տեմպերը, հիբրիդային սարքավորումներ, որոնք ներառում են AM-ը CNC հաստոցներով մեկ համակարգում, և տեղում համաձուլում պատվերով պատրաստված դիմահարդարման համար.
Փորձագիտական համակարգը ներդրվում է իրական ժամանակում խնդիրների հայտնաբերման և տպագրության ժամանակ հարմարվողական ճշգրտման համար.
Կայուն ջանքերը կենտրոնանում են փակ օղակի փոշի վերամշակման վրա, լույսի աղբյուրների էներգաարդյունավետ ճառագայթ, և կյանքի ցիկլի գնահատումներ՝ ավանդական մոտեցումների համեմատ էկոլոգիական օգուտները քանակականացնելու համար.
Ուլտրարագ լազերների հետազոտություն, սառը սփրեյ AM, և մագնիսական դաշտի օգնությամբ տպագրությունը կարող է հաղթահարել ռեֆլեկտիվության առկա սահմանափակումները, կրկնվող սթրես և անհանգստություն, և հացահատիկի հավասարեցման հսկողություն.
Քանի որ այս զարգացումները աճում են, մետաղական 3D տպագրությունը, անշուշտ, կփոխվի խորշի նախատիպային սարքից մինչև հիմնական արտադրության տեխնիկա– վերափոխելով, թե ինչպես են պատրաստվում բարձրարժեք պողպատե մասերը, պատրաստված, և թողարկվել շուկաներում.
5. դիստրիբյուտոր
TRUNNANO-ն գնդաձև վոլֆրամի փոշի մատակարար է 12 Նանո-շենքերի էներգիայի պահպանման և նանոտեխնոլոգիայի զարգացման տարիների փորձ. Այն ընդունում է վճարումը կրեդիտ քարտի միջոցով, Տ/Տ, West Union և Paypal. Trunnano-ն ապրանքները կուղարկի արտասահմանյան հաճախորդներին FedEx-ի միջոցով, DHL, օդային ճանապարհով, կամ ծովով. Եթե ցանկանում եք ավելին իմանալ գնդաձև վոլֆրամի փոշիի մասին, խնդրում ենք ազատ զգալ կապվել մեզ հետ և հարցում ուղարկել.
Պիտակներ: 3դ տպագրություն, 3դ տպագրական մետաղի փոշի, փոշի մետալուրգիա 3d տպագրություն
Բոլոր հոդվածները և նկարները համացանցից են. Եթե կան հեղինակային իրավունքի հետ կապված խնդիրներ, խնդրում ենք ժամանակին կապվել մեզ հետ ջնջելու համար.
Հարցրեք մեզ