1. Esminės sąvokos ir patikslinti kategorijas
1.1 Aiškinimas ir pagrindinis įrenginys
(3d spausdinimo lydinio milteliai)
Plieninis 3D spausdinimas, taip pat vadinama metalo priedų gamyba (AM), yra sluoksnių konstravimo strategija, kuri sukuria trimačius metalinius komponentus tiesiai iš skaitmeninių versijų, naudojant miltelių arba vielos žaliavas..
Skirtingai nuo atimties metodų, tokių kaip frezavimas ar tekinimas, kurios atsikrato produkto, kad įgytų formą, plieno AM prideda gaminį tik ten, kur reikia, įgalina nepaprastą geometrinį sudėtingumą su labai mažai atliekų.
Procesas prasideda 3D CAD versija, supjaustyta plonais tiesiais sluoksniais (paprastai 20– 100 µm storio). Didelės energijos šaltinis– lazerio arba elektronų pluoštas– tiksliai išlydo arba sulydo plieno fragmentus pagal kiekvieno sluoksnio skerspjūvį, kuri aušinant sukietėja ir susidaro tiršta kieta medžiaga.
Šis ciklas kartojamas tol, kol bus sukonstruotas visas komponentas, dažniausiai inertiškoje aplinkoje (argonas arba azotas) kad būtų išvengta jautrių lydinių, pvz., titano ar lengvo aliuminio, oksidacijos.
Gauta mikrostruktūra, mechaniniai gyvenamieji ar komerciniai objektai, ir paviršiaus padengimą reguliuoja šiluminis fonas, patikrinimo metodas, ir medžiagų charakteristikos, reikalaujantis tikslios procedūrų specifikacijų kontrolės.
1.2 Svarbios metalo AM technologijos
Abu dominuoja miltelių sluoksnio sintezė (PBF) šiuolaikinės technologijos yra Discerning Laser Melting (SLM) ir elektronų pluošto tirpimas (EBM).
SLM naudoja didelės galios skaidulinį lazerį (dažniausiai 200– 1000 W) pilnai išlydyti metalo miltelius argono pripildytoje kameroje, gamina beveik visą tankį (> 99.5%) dalys su puikia funkcine skiriamąja geba ir lygiais paviršiaus plotais.
EBM dulkių siurblio aplinkoje naudoja aukštos įtampos elektronų pluoštą, veikia esant aukštesnei konstrukcijos temperatūrai (600– 1000 °C), kuris sumažina liekamąjį nerimą ir leidžia įtrūkimams atsparų trapių lydinių, tokių kaip Ti-6Al-4V arba Inconel, apdorojimas 718.
Už PBF ribų, Nukreiptas energijos nusodinimas (DED)– susidedantis iš lazerinio metalo nusodinimo (LMD) ir laido lanko sudedamųjų dalių gamyba (WAAM)– tiekia metalo miltelius ar kabelį į suskystintą baseiną, sukurtą lazeriu, plazma, arba elektros lankas, tinka didelio masto tvirtinimams arba beveik tinklo formos dalims.
Rišiklio purškimas, tačiau daug mažiau išauginta metalams, apima skysto rišiklio perkėlimą ant metalinių miltelių sluoksnių, po to seka sukepinimas šildymo sistemoje; jame naudojamas didelis greitis, tačiau mažesnis tankis ir matmenų tikslumas.
Kiekviena naujovė stabilizuoja raiškos kompromisus, statybos kaina, medžiagų suderinamumas, ir tolesnio apdorojimo poreikius, orientacinis variantas, pagrįstas taikymo poreikiais.
2. Medžiagos ir metalurgijos svarstymai
2.1 Įprasti lydiniai ir jų pritaikymas
Plieninis 3D spausdinimas palaiko įvairius dizaino lydinius, sudarytas iš nerūdijančio plieno (pvz., 316L, 17-4PH), įrankių plienas (H13, Martensituojančio plieno), nikelio pagrindu pagaminti superlydiniai (Inconel 625, 718), titano lydiniai (Ti-6Al-4V, CP-Ti), lengvas aliuminis (AlSi10Mg, Sc modifikuotas Al), ir kobalto-chromo (CoCrMo).
Nerūdijantis plienas naudoja skysčių kolektorių ir klinikinių instrumentų atsparumą nusidėvėjimui ir nedidelę ištvermę.
(3d spausdinimo lydinio milteliai)
Nikelio superlydiniai įvaldo aukštų temperatūrų nustatymus, tokius kaip turbinos mentės ir raketų purkštukai dėl savo atsparumo valkšnumui ir stabilumo oksidacijai..
Titano lydiniai integruoja aukštą stiprumo ir tankio santykį su biologiniu suderinamumu, todėl jie tinka aviacijos ir kosmoso laikikliams ir ortopediniams implantams.
Aliuminio lydiniai leidžia naudoti lengvus architektūrinius komponentus automobiliuose ir dronuose, nors dėl didelio atspindžio ir šilumos laidumo sunkumų lazerio absorbcija ir lydalo baseino stabilumas.
Produkto tobulinimas vyksta naudojant aukštos entropijos lydinius (HEA) ir funkcionaliai surūšiuoti makiažai, perkeliantys namus atskiroje dalyje.
2.2 Mikrostruktūra ir po apdorojimo reikalavimai
Greiti metalo AM šildymo ir aušinimo ciklai sukuria atskiras mikrostruktūras– dažnai puikūs judrūs dendritai arba stulpiniai grūdeliai, išsidėstę su šilumos cirkuliacija– kurie labai skiriasi nuo lietų arba apdirbtų ekvivalentų.
Nors tai gali padidinti ištvermę rafinuojant grūdus, tai taip pat gali įvesti anizotropiją, poringumas, arba liekamasis stresas ir nerimas, kurie kelia pavojų išsekimo veiklai.
Vadinasi, beveik visus metalinius AM komponentus reikia apdoroti vėliau: įtampos mažinimo atkaitinimas, siekiant sumažinti iškraipymus, karštas izostatinis stūmimas (HIP) uždaryti vidines poras, kritinių varžų apdirbimas, ir paviršiaus ploto užbaigimas (pvz., elektropoliravimas, nušautas peeningas) pagerinti išsekimo gyvenimą.
Šilumos terapija yra pritaikyta lydinių sistemoms– pavyzdžiui, galimybė sendinti 17–4 PH, kad krituliai sustingtų, arba beta atkaitinimas Ti-6Al-4V, siekiant padidinti plastiškumą.
Kokybės kontrolė priklauso nuo neardomosios patikros (NDT) pavyzdžiui, rentgeno kompiuterinė tomografija (KT) ir ultragarsinis patikrinimas, siekiant nustatyti akiai nepastebimo interjero problemas.
3. Dizaino lankstumas ir pramonės įtaka
3.1 Geometrinė technologija ir funkcinė asimiliacija
Metalo 3D spausdinimas atveria maketavimo standartus, neįmanomus naudojant standartinę gamybą, pvz., vidiniai konforminiai aušinimo tinklai šaudomose formose, grotelių karkasai svorio mažinimui, ir pagal topologiją optimizuoti tonų kursai, kurie sumažina medžiagų naudojimą.
Komponentai, kuriuos pareikalavus nustatyti iš daugybės dalių, dabar gali būti paskelbti kaip monolitiniai įrenginiai, mažinantys sąnarius, varžtai, ir galimi gedimo veiksniai.
Ši naudinga integracija padidina aviacijos ir medicinos prietaisų patikimumą, tuo pačiu sumažindama tiekimo grandinės sudėtingumą ir tiekimo išlaidas..
Generatyvaus dizaino formulės, suporuotas su modeliavimu pagrįstu optimizavimu, akimirksniu sukurkite natūralias formas, atitinkančias našumo tikslus pagal realaus pasaulio dalis, stumdamas veiklos ribas.
Pritaikymas mastu yra įmanomas– dantų vainikėliai, pacientui skirti implantai, ir pagal užsakymą aviacijos ir kosmoso jungiamosios detalės gali būti pagamintos finansiškai, neperdirbant.
3.2 Sektoriui būdingas skatinimas ir ekonominė vertė
Aviacijos ir kosmoso lyderiai, su tokiais verslais kaip GE Air travel spausdinimo dujų purkštukai LEAP varikliams– konsoliduojantis 20 komponentai tiesiai į vieną, sumažinti svorį iki minimumo 25%, ir penkis kartus pagerina ilgaamžiškumą.
Medicinos prietaisų gamintojai AM naudoja poringiems klubų stiebams, skatinantiems kaulų įaugimą ir kaukolės plokšteles, atitinkančias individualią anatomiją iš KT..
Automobilių įmonės greitam prototipų kūrimui naudoja plieno AM, lengvi laikikliai, ir didelio našumo lenktynių elementai, kur našumas viršija išlaidas.
Įrankių pramonė gauna naudos iš tinkamai aušinamų formų, kurios apytiksliai sutrumpina ciklo laiką 70%, didinant masinės gamybos našumą.
Nors gamintojų kainos ir toliau yra aukštos (200k– 2M), mažėjančios kainos, pagerintas pralaidumas, ir sertifikuotų produktų duomenų šaltiniai plečia prieigą prie vidutinio dydžio verslo ir paslaugų biurų.
4. Iššūkiai ir ateities kryptys
4.1 Techninės ir akreditavimo kliūtys
Nepaisant vystymosi, metalo AM susiduria su pakartojamumo kliūtimis, kvalifikacija, ir standartizacija.
Nedideli miltelių chemijos skirtumai, drėgnumo žiniatinklio turinys, arba lazerio fokusavimas gali pakeisti mechaninius pastatus, reikalaujanti griežtos proceso kontrolės ir stebėjimo vietoje (pvz., lydymosi baseino elektroninės kameros, akustiniai jutimo įrenginiai).
Saugos požiūriu svarbių programų akreditavimas– ypač oro kelionių ir branduolinės pramonės srityse– reikalauja išsamaus statistinio patvirtinimo pagal tokias struktūras kaip ASTM F42, ISO/ASTM 52900, ir NADCAP, kuris yra ilgas ir brangus.
Pakartotinio miltelių naudojimo procedūros, užteršimo pavojus, o pasaulinių medžiagų reikalavimų nebuvimas dar labiau apsunkina komercinį mastelį.
Dedamos pastangos sukurti elektroninius dvynius, kurie proceso specifikacijas susieja su komponentų veikimu, leidžianti numatyti nuspėjamą kokybės užtikrinimą ir atsekamumą.
4.2 Kylančios tendencijos ir naujos kartos įranga
Būsimi patobulinimai susideda iš kelių lazerinių sistemų (4– 12 lazeriai) kurie iš esmės padidina statybos rodiklius, hibridinė įranga, kurioje AM ir CNC apdirbimas vienoje sistemoje, ir in situ legiravimas pagal užsakymą pagamintiems makiažams.
Įdiegta ekspertų sistema, skirta problemų aptikimui realiuoju laiku ir adaptyviam specifikacijų koregavimui spausdinimo metu.
Tvarios pastangos sutelktos į uždaro ciklo miltelių perdirbimą, energiją taupantis šviesos šaltinių spindulys, ir gyvavimo ciklo vertinimai, siekiant kiekybiškai įvertinti ekologinę naudą, palyginti su tradiciniais metodais.
Itin greitų lazerių tyrimai, šaltas purškalas AM, ir magnetinio lauko spausdinimas gali įveikti esamus atspindžio apribojimus, pasikartojantis stresas ir nerimas, ir grūdų išlyginimo valdymas.
Augant šiems pokyčiams, metalinis 3D spausdinimas tikrai pasikeis iš nišinio prototipų kūrimo įrenginio į pagrindinę gamybos techniką– pertvarkyti, kaip gaminamos didelės vertės plieno dalys, pagaminti, ir išleistas įvairiose rinkose.
5. Platintojas
TRUNNANO yra sferinių volframo miltelių tiekėjas 12 ilgametė patirtis nanopastatų energijos taupymo ir nanotechnologijų kūrimo srityse. Jis priima mokėjimą kreditine kortele, T/T, West Union ir Paypal. „Trunnano“ išsiųs prekes klientams į užsienį per „FedEx“., DHL, oru, arba jūra. Jei norite sužinoti daugiau apie sferinius volframo miltelius, nedvejodami susisiekite su mumis ir atsiųskite užklausą.
Žymos: 3d spausdinimas, 3d spausdinimo metalo milteliai, miltelinės metalurgijos 3d spausdinimas
Visi straipsniai ir nuotraukos yra iš interneto. Jei yra kokių nors autorių teisių problemų, susisiekite su mumis laiku, kad ištrintumėte.
Pasiteiraukite mūsų