1. Concepte esențiale și categorii de rafinare
1.1 Dispozitiv de interpretare și de bază
(3d pulbere de aliaj de imprimare)
Imprimare 3D din oțel, denumită, de asemenea, fabricarea aditivă a metalelor (A.M), este o strategie de construcție strat cu strat care construiește componente metalice tridimensionale direct din versiuni digitale utilizând materie primă pulbere sau sârmă.
Spre deosebire de metodele subtractive precum frezarea sau strunjirea, care scapă de produs pentru a dobândi formă, oțelul AM adaugă produsul exact acolo unde este necesar, permițând o complexitate geometrică extraordinară cu foarte puține deșeuri.
Procesul începe cu o versiune CAD 3D tăiată în straturi subțiri drepte (in general 20– 100 µm grosime). O sursă de energie ridicată– laser sau fascicul de electroni– topește sau topește cu precizie fragmentele de oțel în funcție de secțiunea transversală a stratului, care se solidifică la răcire pentru a forma un solid gros.
Acest ciclu se repetă până când componenta completă este construită, de obicei într-o ambianță inertă (argon sau azot) pentru a preveni oxidarea aliajelor sensibile, cum ar fi titanul sau aluminiul ușor.
Microstructura rezultată, proprietăți mecanice rezidențiale sau comerciale, iar acoperirea suprafeței sunt reglate de fondul termic, verifica abordarea, și caracteristicile materialelor, care necesită un control precis al specificațiilor procedurii.
1.2 Tehnologii semnificative ale metalului AM
Ambele fuziune dominantă în pat de pulbere (PBF) tehnologiile moderne sunt Discerning Laser Melting (SLM) și Topirea fasciculului de electroni de lumină (EBM).
SLM folosește un laser cu fibră de mare putere (de obicei 200– 1000 W) pentru a topi complet pulberea metalică într-o cameră plină cu argon, producând o densitate aproape completă (> 99.5%) piese cu rezoluție fină a funcției și suprafețe netede.
EBM utilizează un fascicul de electroni de înaltă tensiune într-un mediu cu aspirator, rulează la niveluri mai ridicate de temperatură a construcției (600– 1000 °C), care scade anxietatea reziduală și permite prelucrarea rezistentă la fisuri a aliajelor fragile precum Ti-6Al-4V sau Inconel 718.
Dincolo de PBF, Depunerea de energie dirijată (DED)– constând din Depunerea Laser Metal (LMD) și fabricarea de ingrediente pentru cordon arc (WAAM)– alimentează cu pulbere metalică sau cablu într-o piscină lichefiată creată de un laser, plasmă, sau arc electric, potrivit pentru fixari la scară mare sau piese aproape de formă.
Jetting de liant, cu toate acestea, mult mai puțin crescut pentru metale, implică transferul unui agent de legare a fluidelor pe straturi de pulbere metalică, urmată de sinterizarea într-un sistem de încălzire; folosește viteză mare, dar densitate și precizie dimensională mai reduse.
Fiecare inovație stabilizează compromisurile în rezoluție, preț de construcție, compatibilitatea materialului, și nevoile de post-procesare, opțiune de ghidare bazată pe cerințele aplicației.
2. Materiale și considerații metalurgice
2.1 Aliaje comune și aplicațiile lor
Imprimarea 3D din oțel acceptă o varietate de aliaje de design, constând din oțel inoxidabil (de ex., 316L, 17-4PH), oteluri pentru scule (H13, Oțel maraging), superaliaje pe bază de nichel (Inconel 625, 718), aliaje de titan (Ti-6Al-4V, CP-Ti), aluminiu usor (AlSi10Mg, Sc-modificat Al), și cobalt-crom (CoCrMo).
Oțelul inoxidabil utilizează rezistență la deteriorare și rezistență modestă pentru colectoarele fluidice și instrumentele clinice.
(3d pulbere de aliaj de imprimare)
Superaliajele de nichel stăpânesc setările de temperatură ridicată, cum ar fi paletele turbinei și duzele de rachetă, datorită rezistenței la fluaj și stabilității la oxidare..
Aliajele de titan integrează raporturi ridicate rezistență-densitate cu biocompatibilitate, făcându-le potrivite pentru bracket-uri aerospațiale și implanturi ortopedice.
Aliajele de aluminiu fac posibile componente arhitecturale ușoare în aplicații pentru automobile și drone, deși dificultățile de poziție cu reflectivitate ridicată și conductivitate termică pentru absorbția laserului și stabilitatea bazinului de topire.
Avansarea produsului se realizează cu aliaje cu entropie ridicată (în HEA) și machiaje gradate funcțional, care schimbă casele într-o parte solitară.
2.2 Cerințe de microstructură și post-procesare
Ciclurile rapide de încălzire și răcire din metal AM creează microstructuri distincte– adesea mari dendrite mobile sau boabe columnare aliniate cu circulația căldurii– care variază substanțial față de echivalentele turnate sau forjate.
În timp ce acest lucru poate îmbunătăți rezistența prin rafinarea cerealelor, poate introduce şi anizotropie, porozitate, sau stres rezidual și anxietăți care pun în pericol performanța la epuizare.
în consecinţă, aproape toate componentele metalice AM au nevoie de post-procesare: recoacere de atenuare a tensiunii pentru a reduce distorsiunea, împingere izostatică la cald (ŞOLD) pentru a închide porii interiori, prelucrare pentru rezistenţe critice, si completarea suprafetei (de ex., electrolustruire, peening) pentru a îmbunătăți viața de epuizare.
Terapiile termice sunt personalizate pentru sistemele de aliaje– de exemplu, Opțiune de îmbătrânire pentru 17-4PH pentru a realiza solidificarea precipitațiilor, sau recoacere beta pentru Ti-6Al-4V pentru a spori ductilitatea.
Controlul calității se bazează pe screening nedistructiv (NDT) precum tomografia computerizată cu raze X (CT) și inspecție cu ultrasunete pentru a descoperi probleme interioare nedetectabile pentru ochi.
3. Flexibilitate în proiectare și influență industrială
3.1 Tehnologia geometrică și asimilarea funcțională
Imprimarea 3D din metal deschide standarde de aspect imposibile cu producția standard, cum ar fi rețelele de răcire conformă interioară în matrițe de împușcare, cadre de zăbrele pentru reducerea greutății, și cursuri de tone optimizate pentru topologie care minimizează utilizarea materialului.
Componentele care atunci când sunt solicitate pentru configurare din o mulțime de piese pot fi acum publicate ca dispozitive monolitice, articulații reducătoare, șuruburi, și posibili factori de eșec.
Această integrare utilă sporește fiabilitatea dispozitivelor aerospațiale și medicale reducând în același timp complexitatea lanțului de aprovizionare și costurile de aprovizionare.
Formule de design generativ, asociat cu optimizarea bazată pe simulare, dezvoltă instantaneu forme naturale care îndeplinesc obiectivele de performanță în loturi din lumea reală, împingând granițele performanței.
Personalizarea la scară ajunge să fie posibilă– coroane dentare, implanturi specifice pacientului, și fitingurile aerospațiale la comandă pot fi produse din punct de vedere financiar fără reutilare.
3.2 Promovarea specifică sectorului și valoarea economică
Aerospațiale conduce adoptarea, cu afaceri precum duzele de gaz de tipărire pentru călătorii GE Air pentru motoarele LEAP– consolidarea 20 componente într-una singură, minimizând greutatea prin 25%, și îmbunătățirea durabilității de cinci ori.
Producătorii de dispozitive medicale folosesc AM pentru tulpini poroase de șold care motivează creșterea osoasă și plăcile craniene care se potrivesc cu anatomia individuală din scanările CT.
Firmele de automobile folosesc oțel AM pentru prototipare rapidă, paranteze ușoare, și elemente de curse de înaltă performanță, unde performanța depășește cheltuielile.
Industriile sculelor câștigă din matrițe răcite conform care reduc timpii de ciclu cu aproximativ 70%, creșterea performanței în producția de masă.
În timp ce prețurile producătorilor continuă să fie ridicate (200k– 2M), scăderea prețurilor, debit îmbunătățit, și sursele de date certificate despre produse extind accesul la birourile de afaceri și de servicii mijlocii.
4. Provocări și direcții viitoare
4.1 Bariere tehnice și de acreditare
În ciuda dezvoltării, metal AM se confruntă cu obstacole în repetabilitate, calificare, și standardizare.
Mici variații în chimia pulberilor, conținut web de umezeală, sau focalizarea laser poate altera clădirile mecanice, cerând un control riguros al procesului și supraveghere in situ (de ex., camere electronice pentru piscine topite, unități de detectare acustică).
Acreditare pentru aplicații critice pentru siguranță– în special în călătoriile aeriene și industriile nucleare– necesită validare statistică cuprinzătoare în structuri precum ASTM F42, ISO/ASTM 52900, și NADCAP, care este lung și costisitor.
Proceduri de reutilizare a pulberii, pericole de contaminare, iar lipsa cerințelor globale de materiale complică și mai mult scalarea comercială.
Sunt în curs de desfășurare eforturi pentru a stabili gemeni electronici care conectează specificațiile procesului de performanța componentelor, care să permită asigurarea predictivă a calității și trasabilitatea.
4.2 Tendințe emergente și echipamente de ultimă generație
Îmbunătățirile viitoare constau în sisteme multi-laser (4– 12 lasere) care măresc substanțial ratele de construcție, echipamente hibride care încorporează AM cu prelucrare CNC într-un singur sistem, și aliere in situ pentru machiaje la comandă.
Sistemul expert este încorporat pentru detectarea problemelor în timp real și ajustarea adaptativă a specificațiilor în timpul imprimării.
Eforturile durabile se concentrează pe reciclarea în buclă închisă a pulberii, fascicul de surse de lumină eficient din punct de vedere energetic, și evaluări ale ciclului de viață pentru a cuantifica beneficiile ecologice față de abordările tradiționale.
Cercetarea laserelor ultrarapide, spray rece AM, iar imprimarea asistată de câmp magnetic ar putea trece peste restricțiile existente în reflectivitate, stres și anxietate recurente, și controlul alinierii cerealelor.
Pe măsură ce aceste evoluții cresc, Imprimarea 3D metalică se va schimba cu siguranță de la un dispozitiv de prototipare de nișă la o tehnică de producție obișnuită– remodelând exact modul în care sunt fabricate piesele de oțel de mare valoare, făcut, și lansat pe piețe.
5. Distribuitor
TRUNNANO este un furnizor de pulbere sferică de tungsten cu peste 12 ani de experiență în conservarea energiei nano-cladiri și dezvoltarea nanotehnologiei. Acceptă plata prin card de credit, T/T, West Union și Paypal. Trunnano va expedia mărfurile către clienții din străinătate prin FedEx, DHL, pe calea aerului, sau pe mare. Dacă doriți să aflați mai multe despre pulberea sferică de tungsten, nu ezitați să ne contactați și să trimiteți o întrebare.
Etichete: 3d imprimare, 3d imprimare pulbere metalică, metalurgia pulberilor imprimare 3d
Toate articolele și imaginile sunt de pe Internet. Dacă există probleme legate de drepturile de autor, vă rugăm să ne contactați din timp pentru a șterge.
Întrebați-ne