1. Základné koncepty a spresnenie kategórií
1.1 Tlmočenie a základné zariadenie
(3d prášková zliatina tlače)
Oceľová 3D tlač, tiež označovaná ako výroba kovových prísad (AM), je konštrukčná stratégia po vrstvách, ktorá konštruuje trojrozmerné kovové komponenty priamo z digitálnych verzií s využitím práškovej alebo drôtenej suroviny.
Na rozdiel od subtraktívnych metód, ako je frézovanie alebo sústruženie, ktoré sa zbavujú produktu, aby dosiahli formu, steel AM pridáva produkt tam, kde je to potrebné, čo umožňuje mimoriadnu geometrickú zložitosť s veľmi malým množstvom odpadu.
Proces začína 3D CAD verziou nakrájanou na tenké rovné vrstvy (všeobecne 20– 100 hrúbka µm). Vysokoenergetický zdroj– laserový alebo elektrónový lúč– presne taví alebo spája úlomky ocele podľa prierezu vrstvy, ktorý po ochladení stuhne na hustú tuhú látku.
Tento cyklus sa opakuje, kým sa nevytvorí celý komponent, bežne v inertnom prostredí (argón alebo dusík) aby sa zabránilo oxidácii citlivých zliatin, ako je titán alebo ľahký hliník.
Výsledná mikroštruktúra, mechanické obytné alebo komerčné nehnuteľnosti, a povrchová úprava sú regulované tepelným pozadím, kontrolný prístup, a materiálové vlastnosti, vyžadujúce presnú kontrolu špecifikácií postupu.
1.2 Významné metalové AM technológie
Obidve dominantné fúzie prášku a lôžka (PBF) moderné technológie sú náročné laserové tavenie (SLM) a elektrónový lúč svetla topenia (EBM).
SLM používa vysokovýkonný vláknový laser (bežne 200– 1000 W) na úplné roztavenie kovového prášku v komore naplnenej argónom, produkuje takmer plnú hustotu (> 99.5%) diely s jemným funkčným rozlíšením a hladkými povrchmi.
EBM využíva vysokonapäťový elektrónový lúč v prostredí vysávača, beží pri vyšších konštrukčných teplotných úrovniach (600– 1000 °C), ktorý znižuje zvyškovú úzkosť a umožňuje spracovanie krehkých zliatin ako Ti-6Al-4V alebo Inconel odolné voči praskaniu 718.
Okrem PBF, Riadená depozícia energie (DED)– pozostávajúce z laserového nanášania kovov (LMD) a Cord Arc Ingredient Manufacturing (WAAM)– dodáva kovový prášok alebo kábel do skvapalneného bazéna vytvoreného laserom, plazma, alebo elektrický oblúk, vhodné pre veľké upevňovacie prvky alebo diely v tvare takmer siete.
Binder Jetting, avšak oveľa menej plne pestované pre kovy, Zahŕňa prenos činidla viažuceho tekutinu na vrstvy kovového prášku, nasleduje spekanie vo vykurovacom systéme; využíva vysokú rýchlosť a pritom nižšiu hustotu a rozmerovú presnosť.
Každá inovácia stabilizuje kompromisy v rozlíšení, cena stavby, materiálová kompatibilita, a potreby následného spracovania, možnosť vedenia na základe požiadaviek aplikácie.
2. Materiály a metalurgické úvahy
2.1 Bežné zliatiny a ich aplikácie
Oceľová 3D tlač podporuje rôzne dizajnové zliatiny, pozostávajúce z nehrdzavejúcej ocele (napr., 316L, 17-4PH), nástrojové ocele (H13, Maražová oceľ), superzliatiny na báze niklu (Inconel 625, 718), zliatiny titánu (Ti-6Al-4V, CP-Ti), ľahký hliník (AlSi 10Mg, Sc-modifikovaný Al), a kobalt-chróm (CoCrMo).
Nehrdzavejúce ocele používajú odolnosť proti poškodeniu a skromnú výdrž pre fluidné rozvody a klinické prístroje.
(3d prášková zliatina tlače)
Niklové superzliatiny zvládajú nastavenie vysokých teplôt, ako sú lopatky turbín a dýzy rakiet, vďaka ich odolnosti voči tečeniu a oxidačnej stabilite.
Zliatiny titánu integrujú vysoký pomer pevnosti k hustote s biokompatibilitou, vďaka čomu sú vhodné pre letecké držiaky a ortopedické implantáty.
Zliatiny hliníka umožňujú výrobu ľahkých architektonických komponentov v automobiloch a dronoch, aj keď ich vysoká odrazivosť a tepelná vodivosť majú ťažkosti s absorpciou lasera a stabilitou tavného kúpeľa.
Pokrok produktu pokračuje so zliatinami s vysokou entropiou (v HEA) a funkčne odstupňované make-upy, ktoré presúvajú domovy v rámci osamelej časti.
2.2 Požiadavky na mikroštruktúru a následné spracovanie
Rýchle cykly zahrievania a ochladzovania v kovovom AM vytvárajú zreteľné mikroštruktúry– často veľké pohyblivé dendrity alebo stĺpcovité zrná zoradené s cirkuláciou tepla– ktoré sa podstatne líšia od liatych alebo kovaných ekvivalentov.
Aj keď to môže zvýšiť výdrž zjemňovaním zrna, môže tiež zaviesť anizotropiu, pórovitosť, alebo zvyškový stres a úzkosti, ktoré ohrozujú výkon vyčerpania.
V dôsledku toho, takmer všetky kovové AM komponenty potrebujú následné spracovanie: žíhanie na zmiernenie napätia na zníženie skreslenia, horúce izostatické tlačenie (HIP) na uzavretie vnútorných pórov, obrábanie kritických odporov, a dokončenie povrchovej plochy (napr., elektrolytické leštenie, shot peening) na zlepšenie vyčerpania života.
Tepelné terapie sú prispôsobené zliatinovým systémom– napríklad, možnosť starnutia pri 17-4PH na dosiahnutie stuhnutia dažďa, alebo beta žíhanie pre Ti-6Al-4V na zvýšenie ťažnosti.
Kontrola kvality sa spolieha na nedeštruktívny skríning (NDT) ako je röntgenová počítačová tomografia (CT) a ultrazvuková kontrola na odhalenie problémov v interiéri, ktoré sú okom nezistiteľné.
3. Flexibilita dizajnu a priemyselný vplyv
3.1 Geometrické technológie a funkčná asimilácia
Kovová 3D tlač otvára štandardy rozloženia nemožné pri štandardnej výrobe, ako sú vnútorné konformné chladiace siete v brokových formách, mrežové konštrukcie na redukciu hmotnosti, a tonové kurzy optimalizované pre topológiu, ktoré minimalizujú spotrebu materiálu.
Komponenty, ktoré sa vyžadujú na nastavenie z mnohých častí, môžu byť teraz publikované ako monolitické zariadenia, zníženie kĺbov, skrutky, a možné faktory zlyhania.
Táto užitočná integrácia zvyšuje spoľahlivosť leteckých a medicínskych zariadení a zároveň znižuje zložitosť dodávateľského reťazca a náklady na dodávky.
Generatívne dizajnové vzorce, v kombinácii s optimalizáciou riadenou simuláciou, okamžite vyvíjať prirodzené formy, ktoré spĺňajú výkonnostné ciele v reálnych podmienkach, posúvanie hraníc výkonu.
Prispôsobenie vo veľkom rozsahu je nakoniec možné– zubné korunky, implantáty špecifické pre pacienta, a na mieru šité armatúry pre letectvo a kozmonautiku je možné vyrábať finančne bez prestavby.
3.2 Sektorovo špecifická podpora a ekonomická hodnota
Letectvo vedie adopciu, s biznisom ako GE Air travel tlačové plynové trysky pre motory LEAP– konsolidácia 20 komponenty priamo do jedného, minimalizácia hmotnosti o 25%, a päťnásobné zlepšenie odolnosti.
Výrobcovia zdravotníckych pomôcok využívajú AM na porézne bedrové stonky, ktoré motivujú vrastanie kostí a lebečné platničky zodpovedajúce individuálnej anatómii z CT skenov.
Automobilové firmy používajú oceľ AM na rýchle prototypovanie, ľahké držiaky, a vysokovýkonné pretekárske prvky, kde výkon prevažuje nad nákladmi.
Nástrojársky priemysel profituje z konformne chladených foriem, ktoré skracujú časy cyklu približne o 70%, zvýšenie výkonu v hromadnej výrobe.
Zatiaľ čo ceny výrobcov sú naďalej vysoké (200k– 2M), klesajúce ceny, zlepšená priepustnosť, a certifikované zdroje údajov o produktoch rozširujú prístup k stredne veľkým podnikom a servisným kanceláriám.
4. Výzvy a budúce smery
4.1 Technické a akreditačné bariéry
Napriek vývoju, metal AM čelí prekážkam v opakovateľnosti, kvalifikáciu, a štandardizácia.
Malé variácie v práškovej chémii, webový obsah vlhkosti, alebo laserové zaostrenie môže zmeniť mechanické budovy, náročné na prísnu kontrolu procesov a dohľad na mieste (napr., tavné bazénové elektronické kamery, akustické snímacie jednotky).
Akreditácia pre aplikácie kritické z hľadiska bezpečnosti– najmä v leteckej doprave a jadrovom priemysle– vyžaduje komplexnú štatistickú validáciu v rámci štruktúr ako ASTM F42, ISO/ASTM 52900, a NADCAP, čo je zdĺhavé a drahé.
Postupy opätovného použitia prášku, nebezpečenstvo kontaminácie, a nedostatok globálnych materiálových požiadaviek ešte viac komplikuje komerčné škálovanie.
Prebiehajú snahy o vytvorenie elektronických dvojčiat, ktoré spájajú procesné špecifikácie s výkonom komponentov, umožňujúce prediktívne zabezpečenie kvality a sledovateľnosť.
4.2 Vznikajúce trendy a vybavenie novej generácie
Budúce vylepšenia pozostávajú z multilaserových systémov (4– 12 lasery) ktoré výrazne zvyšujú rýchlosť výstavby, hybridné zariadenia zahŕňajúce AM s CNC obrábaním v jednom systéme, a in-situ legovanie pre mejkapy na mieru.
Zabudovaný je expertný systém pre detekciu problémov v reálnom čase a adaptívnu úpravu špecifikácií počas tlače.
Trvalo udržateľné úsilie sa zameriava na uzavretú recykláciu prášku, energeticky účinný lúč svetelných zdrojov, a hodnotenia životného cyklu na kvantifikáciu ekologických prínosov oproti tradičným prístupom.
Výskum ultrarýchlych laserov, studený sprej AM, a tlač s pomocou magnetického poľa by mohla prekonať existujúce obmedzenia v odrazivosti, opakujúci sa stres a úzkosť, a kontrola zarovnania zŕn.
Ako tento vývoj rastie, kovová 3D tlač sa určite zmení zo špeciálneho prototypového zariadenia na bežnú výrobnú techniku– pretváranie toho, ako sa vyrábajú vysokohodnotné oceľové diely, vyrobené, a uvoľnené naprieč trhmi.
5. Distribútor
TRUNNANO je dodávateľom sférického volfrámového prášku s nad 12 roky skúseností v oblasti šetrenia energie v nanostavbách a vývoja nanotechnológií. Prijíma platby prostredníctvom kreditnej karty, T/T, West Union a Paypal. Trunnano doručí tovar zákazníkom do zámoria prostredníctvom FedEx, DHL, letecky, alebo po mori. Ak sa chcete dozvedieť viac o sférickom volfrámovom prášku, neváhajte nás kontaktovať a pošlite dopyt.
Tagy: 3d tlač, 3d tlač kovového prášku, prášková metalurgia 3D tlač
Všetky články a obrázky sú z internetu. Ak existujú nejaké problémy s autorskými právami, kontaktujte nás včas na odstránenie.
Opýtajte sa nás