1. Būtiski jēdzieni un precizējiet kategorijas
1.1 Interpretācija un galvenā ierīce
(3d drukas sakausējuma pulveris)
Tērauda 3D druka, saukta arī par metāla piedevu ražošanu (AM), ir slāņa slāņa būvniecības stratēģija, kas konstruē trīsdimensiju metāla komponentus tieši no digitālajām versijām, izmantojot pulverveida vai stieples izejvielas.
Atšķirībā no atņemšanas metodēm, piemēram, frēzēšanas vai virpošanas, kas atbrīvojas no produkta, lai iegūtu formu, tērauda AM pievieno produktu tieši tur, kur nepieciešams, nodrošina neparastu ģeometrisku sarežģītību ar ļoti maziem atkritumiem.
Process sākas ar 3D CAD versiju, kas sagriezta plānos taisnos slāņos (parasti 20– 100 µm biezs). Augstas enerģijas avots– lāzera vai elektronu stars– precīzi kausē vai sakausē tērauda šķembas atbilstoši katra slāņa šķērsgriezumam, kas atdzesējot sacietē, veidojot biezu cietu vielu.
Šis cikls atkārtojas, līdz tiek uzbūvēta visa sastāvdaļa, parasti inertā gaisotnē (argons vai slāpeklis) lai novērstu jutīgu sakausējumu, piemēram, titāna vai vieglā alumīnija, oksidēšanos.
Iegūtā mikrostruktūra, mehāniski dzīvojami vai komerciāli īpašumi, un virsmas pārklājumu regulē termiskais fons, pārbaudes pieeja, un materiāla īpašības, kas prasa precīzu procedūras specifikāciju kontroli.
1.2 Nozīmīgas metāla AM tehnoloģijas
Abi dominējošā pulvera gultnes saplūšana (PBF) modernās tehnoloģijas ir Discerning Laser Melting (SLM) un elektronu staru kūstošs gaismas (EBM).
SLM izmanto lieljaudas šķiedru lāzeru (parasti 200– 1000 W) lai pilnībā izkausētu metāla pulveri argonu pildītā kamerā, kas rada gandrīz pilnu blīvumu (> 99.5%) daļas ar smalku funkciju izšķirtspēju un gludām virsmas laukumiem.
EBM izmanto augstsprieguma elektronu staru putekļu sūcēja vidē, darbojas augstākos konstrukcijas temperatūras līmeņos (600– 1000 °C), kas samazina atlikušo trauksmi un ļauj apstrādāt trauslus sakausējumus, piemēram, Ti-6Al-4V vai Inconel, pret plaisām 718.
Ārpus PBF, Virzīta enerģijas nogulsnēšanās (DED)– kas sastāv no metāla lāzera uzklāšanas (LMD) un auklas loka sastāvdaļu ražošana (WAAM)– ievada metāla pulveri vai kabeli sašķidrinātā peldbaseinā, kas izveidots ar lāzeru, plazma, vai elektriskā loka, piemērots liela mēroga stiprinājumiem vai gandrīz tīkla formas daļām.
Saistvielu strūkla, tomēr daudz mazāk pilnībā audzēti metāliem, ietver šķidras saistvielas pārnešanu uz metāla pulvera slāņiem, kam seko saķepināšana apkures sistēmā; tas izmanto lielu ātrumu, bet mazāku blīvumu un izmēru precizitāti.
Katrs jauninājums stabilizē kompromisus izšķirtspējā, būvniecības cena, materiālu saderība, un pēcapstrādes vajadzības, vadošā iespēja, pamatojoties uz lietojumprogrammas prasībām.
2. Materiāli un metalurģijas apsvērumi
2.1 Parastie sakausējumi un to pielietojums
Tērauda 3D druka atbalsta dažādus dizaina sakausējumus, kas sastāv no nerūsējošā tērauda (piem., 316L, 17-4PH), instrumentu tēraudi (H13, Martensijas tērauds), niķeļa bāzes supersakausējumi (Inconel 625, 718), titāna sakausējumi (Ti-6Al-4V, CP-Ti), viegls alumīnijs (AlSi10Mg, Sc-modificēts Al), un kobalta-hroms (CoCrMo).
Nerūsējošais tērauds izmanto nolietošanās izturību un nelielu izturību šķidruma kolektoriem un klīniskajiem instrumentiem.
(3d drukas sakausējuma pulveris)
Niķeļa supersakausējumi pārvalda augstas temperatūras iestatījumus, piemēram, turbīnu lāpstiņas un raķešu sprauslas, pateicoties to šļūdei un oksidācijas stabilitātei.
Titāna sakausējumi apvieno augstu stiprības un blīvuma attiecību ar bioloģisko saderību, padarot tos piemērotus kosmosa kronšteiniem un ortopēdiskiem implantiem.
Alumīnija sakausējumi ļauj izmantot vieglus arhitektūras komponentus automobiļu un dronu lietojumos, lai gan to augstās atstarošanas un siltumvadītspējas grūtības rada lāzera absorbciju un kausējuma baseina stabilitāti.
Produktu attīstība notiek ar augstas entropijas sakausējumiem (HEA) un funkcionāli klasificēti grims, kas maina mājas atsevišķās daļās.
2.2 Mikrostruktūras un pēcapstrādes prasības
Ātrie sildīšanas un dzesēšanas cikli metālā AM rada atšķirīgas mikrostruktūras– bieži vien lieliski mobili dendriti vai kolonnveida graudi, kas sakārtoti ar siltuma cirkulāciju– kas būtiski atšķiras no lietiem vai apstrādātiem ekvivalentiem.
Lai gan tas var uzlabot izturību, uzlabojot graudu, tas var arī ieviest anizotropiju, porainība, vai atlikušais stress un trauksme, kas apdraud spēku izsīkumu.
Līdz ar to, gandrīz visiem metāla AM komponentiem ir nepieciešama pēcapstrāde: spriedzes mazināšanas rūdīšana, lai samazinātu kropļojumus, karstā izostatiskā stumšana (HIP) lai aizvērtu iekšējās poras, kritisko pretestību apstrāde, un virsmas laukuma pabeigšana (piem., elektropulēšana, shot peening) lai uzlabotu noguruma dzīvi.
Siltuma terapijas ir pielāgotas sakausējuma sistēmām– piemēram, iespēja novecot 17-4PH, lai panāktu nokrišņu sacietēšanu, vai beta atkausēšana Ti-6Al-4V, lai uzlabotu elastību.
Kvalitātes kontrole balstās uz nesagraujošu skrīningu (NDT) piemēram, rentgena datortomogrāfija (CT) un ultraskaņas pārbaude, lai atklātu acij nenosakāmas interjera problēmas.
3. Dizaina elastība un rūpnieciskā ietekme
3.1 Ģeometriskā tehnoloģija un funkcionālā asimilācija
Metāla 3D drukāšana paver izkārtojuma standartus, kas nav iespējams standarta ražošanā, piemēram, iekšējie konformāli dzesēšanas tīkli veidnēs, režģu karkasi svara samazināšanai, un topoloģijai optimizēti tonnu kursi, kas samazina materiālu izmantošanu.
Sastāvdaļas, kuras pēc pieprasījuma iestatīt no daudzām daļām tagad var publicēt kā monolītas ierīces, samazinot locītavas, skrūves, un iespējamie neveiksmes faktori.
Šī noderīgā integrācija palielina uzticamību kosmosa un medicīnas ierīcēm, vienlaikus samazinot piegādes ķēdes sarežģītību un piegādes izmaksas..
Ģeneratīvās dizaina formulas, pārī ar simulācijas vadītu optimizāciju, uzreiz izstrādāt dabiskas formas, kas atbilst veiktspējas mērķiem saskaņā ar reālajām partijām, spiežot darbības robežas.
Pielāgošana mērogā galu galā ir iespējama– zobu kroņi, pacientam specifiski implanti, un aviācijas un kosmosa piederumus pēc pasūtījuma var ražot finansiāli bez pārbūves.
3.2 Nozarei specifiskā veicināšana un ekonomiskā vērtība
Aviācijas un kosmosa rezultātā tiek pieņemts, ar tādiem uzņēmumiem kā GE Air travel drukāšanas gāzes sprauslas LEAP dzinējiem– konsolidējot 20 sastāvdaļas tieši vienā, samazinot svaru par 25%, un pieckārtīgi uzlabojot izturību.
Medicīnas ierīču ražotāji izmanto AM porainiem gūžas kātiem, kas veicina kaulu ieaugšanu un galvaskausa plāksnes, kas atbilst individuālajai anatomijai no CT skenēšanas..
Automobiļu uzņēmumi ātrai prototipu izstrādei izmanto tērauda AM, vieglas kronšteini, un augstas veiktspējas sacīkšu elementi, kur veiktspēja pārsniedz izdevumus.
Instrumentu ražošanas nozares gūst labumu no atbilstoši atdzesētām veidnēm, kas aptuveni samazina cikla laiku 70%, palielināt veiktspēju masveida ražošanā.
Kamēr ražotāju cenas joprojām ir augstas (200k– 2M), samazinot cenas, uzlabota caurlaidspēja, un sertificēti produktu datu avoti paplašina piekļuvi vidēja lieluma biznesa un pakalpojumu birojiem.
4. Izaicinājumi un nākotnes virzieni
4.1 Tehniskie un akreditācijas šķēršļi
Neskatoties uz attīstību, metāla AM saskaras ar šķēršļiem atkārtojamībā, kvalifikācija, un standartizācija.
Nelielas atšķirības pulvera ķīmijā, mitruma tīmekļa saturs, vai lāzera fokuss var mainīt mehāniskās ēkas, prasa stingru procesa kontroli un in situ uzraudzību (piem., izkausētu peldbaseinu elektroniskās kameras, akustiskās sensoru vienības).
Akreditācija drošībai kritiskiem lietojumiem– īpaši gaisa ceļojumu un kodolenerģijas nozarē– nepieciešama visaptveroša statistiskā validācija tādās struktūrās kā ASTM F42, ISO/ASTM 52900, un NADCAP, kas ir garš un dārgs.
Pulvera atkārtotas izmantošanas procedūras, piesārņojuma briesmas, un globālo materiālu prasību trūkums vēl vairāk sarežģī komerciālo mērogošanu.
Notiek centieni izveidot elektroniskus dvīņus, kas savieno procesa specifikācijas ar komponentu veiktspēju, ļauj prognozēt kvalitātes nodrošināšanu un izsekojamību.
4.2 Jaunākās tendences un nākamās paaudzes aprīkojums
Turpmākie uzlabojumi sastāv no vairāku lāzeru sistēmām (4– 12 lāzeri) kas būtiski palielina būvniecības ātrumu, hibrīdiekārtas, kas apvieno AM un CNC apstrādi vienā sistēmā, un in situ sakausēšana pēc pasūtījuma izgatavotām grimēm.
Tiek iekļauta ekspertu sistēma reāllaika problēmu noteikšanai un adaptīvai specifikāciju pielāgošanai drukāšanas laikā.
Ilgtspējīgi centieni ir vērsti uz slēgtā cikla pulvera pārstrādi, energoefektīvs gaismas avotu stars, un dzīves cikla novērtējumi, lai kvantitatīvi noteiktu ekoloģiskos ieguvumus salīdzinājumā ar tradicionālajām pieejām.
Ultraātro lāzeru izpēte, vēss aerosols AM, un magnētiskā lauka atbalstīta drukāšana var pārvarēt esošos atstarošanas ierobežojumus, atkārtots stress un trauksme, un graudu izlīdzināšanas kontrole.
Pieaugot šīm norisēm, metāla 3D drukāšana noteikti mainīsies no nišas prototipēšanas ierīces uz galveno ražošanas tehniku– pārveidojot to, kā tiek izgatavotas augstvērtīgas tērauda detaļas, izgatavots, un izlaistas visos tirgos.
5. Izplatītājs
TRUNNANO ir sfēriskā volframa pulvera piegādātājs ar vairāk 12 gadu pieredze nanobūvju enerģijas saglabāšanā un nanotehnoloģiju attīstībā. Tas pieņem maksājumus ar kredītkarti, T/T, West Union un Paypal. Trunnano nosūtīs preces klientiem ārzemēs, izmantojot FedEx, DHL, pa gaisu, vai pa jūru. Ja vēlaties uzzināt vairāk par sfērisko volframa pulveri, lūdzu, sazinieties ar mums un nosūtiet pieprasījumu.
Tagi: 3d drukāšana, 3d drukāšanas metāla pulveris, pulvermetalurģija 3D druka
Visi raksti un bildes ir no interneta. Ja ir kādas autortiesību problēmas, lūdzu, savlaicīgi sazinieties ar mums, lai dzēstu.
Jautājiet mums