1. แนวคิดที่สำคัญและปรับแต่งหมวดหมู่
1.1 การตีความและอุปกรณ์หลัก
(3d ผงโลหะผสมพิมพ์)
การพิมพ์ 3 มิติเหล็ก, ในทำนองเดียวกันเรียกว่าการผลิตสารเติมแต่งโลหะ (เช้า), เป็นกลยุทธ์การก่อสร้างแบบทีละชั้นที่สร้างส่วนประกอบโลหะสามมิติโดยตรงจากเวอร์ชันดิจิทัลโดยใช้วัตถุดิบที่เป็นผงหรือลวด.
ต่างจากวิธีการลบเช่นการกัดหรือการกลึง, เป็นการขจัดผลผลิตให้เป็นรูปเป็นร่าง, steel AM เพิ่มผลิตภัณฑ์ตามที่ต้องการ, ช่วยให้เกิดความซับซ้อนทางเรขาคณิตที่ไม่ธรรมดาโดยสิ้นเปลืองน้อยมาก.
กระบวนการเริ่มต้นด้วยเวอร์ชัน 3D CAD ที่หั่นเป็นชั้นตรงบางๆ (โดยทั่วไป 20– 100 หนา ไมโครเมตร). เป็นแหล่งพลังงานสูง– ลำแสงเลเซอร์หรืออิเล็กตรอน– ละลายหรือหลอมเศษเหล็กได้อย่างแม่นยำตามหน้าตัดของชั้น, ซึ่งแข็งตัวเมื่อเย็นลงจนเกิดเป็นของแข็งหนา.
วงจรนี้จะเกิดขึ้นซ้ำๆ จนกระทั่งส่วนประกอบทั้งหมดถูกสร้างขึ้น, โดยทั่วไปจะอยู่ในบรรยากาศเฉื่อย (อาร์กอนหรือไนโตรเจน) เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของโลหะผสมที่ตอบสนอง เช่น ไทเทเนียมหรืออะลูมิเนียมน้ำหนักเบา.
โครงสร้างจุลภาคที่เกิดขึ้น, คุณสมบัติที่อยู่อาศัยหรือเชิงพาณิชย์เชิงกล, และการเคลือบผิวถูกควบคุมโดยพื้นหลังความร้อน, ตรวจสอบวิธีการ, และลักษณะของวัสดุ, ต้องมีการควบคุมข้อกำหนดขั้นตอนอย่างแม่นยำ.
1.2 เทคโนโลยี Metal AM ที่สำคัญ
ทั้งผงแป้งที่โดดเด่น (พีบีเอฟ) เทคโนโลยีที่ทันสมัยคือการหลอมเลเซอร์ที่ชาญฉลาด (สแอลเอ็ม) และลำแสงอิเล็กตรอนแห่งแสงหลอมละลาย (อีบีเอ็ม).
SLM ใช้ไฟเบอร์เลเซอร์กำลังสูง (ปกติ 200– 1000 ว) เพื่อละลายผงโลหะให้หมดในห้องที่เต็มไปด้วยอาร์กอน, ทำให้มีความหนาแน่นเกือบเต็ม (> 99.5%) ชิ้นส่วนที่มีความละเอียดของฟังก์ชันที่ดีและมีพื้นผิวเรียบ.
EBM ใช้ลำอิเล็กตรอนไฟฟ้าแรงสูงในสภาพแวดล้อมของเครื่องดูดฝุ่น, ทำงานที่ระดับอุณหภูมิโครงสร้างที่สูงขึ้น (600– 1000 ° C), ซึ่งช่วยลดความวิตกกังวลที่ตกค้างและช่วยให้สามารถทนต่อการแตกร้าวของโลหะผสมที่เปราะบาง เช่น Ti-6Al-4V หรือ Inconel 718.
นอกเหนือจาก PBF, การสะสมพลังงานกำกับ (พ.ศ)– ประกอบด้วยการสะสมโลหะด้วยเลเซอร์ (แอลเอ็มดี) และการผลิตส่วนผสม Cord Arc (แวม)– ป้อนผงโลหะหรือสายเคเบิลลงในสระว่ายน้ำเหลวที่สร้างขึ้นโดยเลเซอร์, พลาสมา, หรืออาร์คไฟฟ้า, เหมาะสำหรับงานยึดขนาดใหญ่หรือชิ้นส่วนที่มีรูปร่างใกล้เคียงตาข่าย.
เครื่องผูกเจ็ทติ้ง, แม้ว่าโลหะจะเติบโตเต็มที่น้อยกว่ามากก็ตาม, เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนสารยึดเกาะของของไหลไปยังชั้นผงโลหะ, ตามด้วยการเผาผนึกในระบบทำความร้อน; ใช้ความเร็วสูงแต่มีความหนาแน่นและความแม่นยำของมิติต่ำกว่า.
นวัตกรรมแต่ละอย่างจะรักษาเสถียรภาพในการประนีประนอมในการแก้ปัญหา, ราคาสร้าง, ความเข้ากันได้ของวัสดุ, และความต้องการหลังการประมวลผล, ตัวเลือกแนวทางตามความต้องการของแอปพลิเคชัน.
2. ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับวัสดุและโลหะวิทยา
2.1 โลหะผสมทั่วไปและการประยุกต์
การพิมพ์ 3 มิติด้วยเหล็กรองรับโลหะผสมการออกแบบที่หลากหลาย, ประกอบด้วยสแตนเลส (เช่น, 316ล, 17-4พีเอช), เหล็กกล้าเครื่องมือ (H13, เหล็กมาราจจิ้ง), ซูเปอร์อัลลอยด์ที่มีนิกเกิล (อินโคเนล 625, 718), โลหะผสมไทเทเนียม (Ti-6Al-4V, ซีพี-ที), อลูมิเนียมน้ำหนักเบา (อัลซี10มก, อัลที่ดัดแปลงโดย Sc), และโคบอลต์โครเมียม (CoCrMo).
เหล็กกล้าไร้สนิมใช้ความต้านทานการเสื่อมสภาพและความแข็งแกร่งปานกลางสำหรับท่อร่วมของเหลวและเครื่องมือทางคลินิก.
(3d ผงโลหะผสมพิมพ์)
ซูเปอร์อัลลอยนิกเกิลเชี่ยวชาญการตั้งค่าอุณหภูมิสูง เช่น ใบพัดกังหันและหัวฉีดจรวด เนื่องจากความต้านทานการคืบคลานและความเสถียรต่อการเกิดออกซิเดชัน.
โลหะผสมไทเทเนียมผสมผสานอัตราส่วนความแข็งแรงต่อความหนาแน่นสูงเข้ากับความเข้ากันได้ทางชีวภาพ, ทำให้เหมาะสำหรับวงเล็บการบินและอวกาศและการปลูกถ่ายกระดูก.
อลูมิเนียมอัลลอยด์ทำให้สามารถนำไปใช้เป็นส่วนประกอบทางสถาปัตยกรรมน้ำหนักเบาในการใช้งานด้านรถยนต์และโดรน, แม้ว่าค่าการสะท้อนแสงและค่าการนำความร้อนสูงจะมีปัญหาในการดูดซับเลเซอร์และความเสถียรของสระละลาย.
ความก้าวหน้าของผลิตภัณฑ์ดำเนินต่อไปด้วยโลหะผสมเอนโทรปีสูง (ใน HEA) และการแต่งหน้าตามการใช้งานที่เปลี่ยนบ้านภายในส่วนที่โดดเดี่ยว.
2.2 โครงสร้างจุลภาคและความต้องการหลังการประมวลผล
วงจรการทำความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็วในโลหะ AM จะสร้างโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกัน– มักมีเดนไดรต์เคลื่อนที่หรือเมล็ดเรียงเป็นแนวเรียงเป็นแนวที่มีการหมุนเวียนความร้อน– ที่แตกต่างกันอย่างมากจากการหล่อหรือเทียบเท่าที่ทำขึ้น.
ขณะนี้สามารถเพิ่มความแข็งแกร่งได้ด้วยการปรับแต่งเกรน, มันยังอาจแนะนำแอนไอโซโทรปีอีกด้วย, ความพรุน, หรือความเครียดและความวิตกกังวลที่ตกค้างซึ่งเป็นอันตรายต่อประสิทธิภาพการทำงานที่อ่อนล้า.
เพราะเหตุนี้, ส่วนประกอบ AM ที่เป็นโลหะเกือบทั้งหมดจำเป็นต้องได้รับการประมวลผลภายหลัง: การบรรเทาความตึงเครียดเพื่อลดการบิดเบือน, การกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน (สะโพก) เพื่อปิดรูขุมขนด้านใน, การตัดเฉือนสำหรับความต้านทานวิกฤต, และพื้นที่ผิวให้สมบูรณ์ (เช่น, การขัดด้วยไฟฟ้า, ยิงปอกเปลือก) เพื่อปรับปรุงชีวิตที่เหนื่อยล้า.
การบำบัดด้วยความร้อนได้รับการปรับแต่งให้เหมาะกับระบบโลหะผสม– ตัวอย่างเช่น, ตัวเลือกอายุสำหรับ 17-4PH เพื่อให้ปริมาณน้ำฝนแข็งตัว, หรือการอบอ่อนแบบเบต้าสำหรับ Ti-6Al-4V เพื่อเพิ่มความเหนียว.
การควบคุมคุณภาพอาศัยการคัดกรองแบบไม่ทำลาย (NDT) เช่น เอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (กะรัต) และการตรวจสอบด้วยอัลตราโซนิกเพื่อค้นหาปัญหาภายในที่ตรวจไม่พบด้วยตา.
3. ความยืดหยุ่นในการออกแบบและอิทธิพลทางอุตสาหกรรม
3.1 เทคโนโลยีเรขาคณิตและการดูดซึมเชิงหน้าที่
การพิมพ์โลหะ 3D ช่วยให้มาตรฐานเค้าโครงเป็นไปไม่ได้ด้วยการผลิตมาตรฐาน, เช่นโครงข่ายระบายความร้อนภายในในแม่พิมพ์ฉีด, กรอบตาข่ายสำหรับการลดน้ำหนัก, และหลักสูตรตันที่ปรับให้เหมาะสมโทโพโลยีซึ่งจะลดการใช้วัสดุให้เหลือน้อยที่สุด.
ส่วนประกอบที่เมื่อต้องตั้งค่าจากหลายส่วนสามารถเผยแพร่เป็นอุปกรณ์เสาหินได้แล้ว, ลดข้อต่อ, สลักเกลียว, และปัจจัยความล้มเหลวที่เป็นไปได้.
การบูรณาการที่เป็นประโยชน์นี้ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในอุปกรณ์การบินและอวกาศและอุปกรณ์ทางการแพทย์ ในขณะเดียวกันก็ลดความซับซ้อนของห่วงโซ่อุปทานและต้นทุนการจัดหา.
สูตรการออกแบบเชิงสร้างสรรค์, จับคู่กับการเพิ่มประสิทธิภาพที่ขับเคลื่อนด้วยการจำลอง, พัฒนารูปแบบธรรมชาติที่บรรลุเป้าหมายประสิทธิภาพภายใต้ล็อตในโลกแห่งความเป็นจริงทันที, ก้าวข้ามขีดจำกัดของประสิทธิภาพ.
การปรับแต่งตามขนาดย่อมเป็นไปได้– ครอบฟัน, การปลูกถ่ายเฉพาะผู้ป่วย, และอุปกรณ์การบินและอวกาศสั่งทำสามารถผลิตได้ทางการเงินโดยไม่ต้องดัดแปลง.
3.2 การอุปถัมภ์เฉพาะภาคและมูลค่าทางเศรษฐกิจ
การบินและอวกาศนำไปสู่การยอมรับ, กับธุรกิจอย่างหัวฉีดแก๊สพิมพ์ท่องเที่ยว GE Air สำหรับเครื่องยนต์ LEAP– การรวมตัว 20 ส่วนประกอบให้เป็นหนึ่งเดียว, ลดน้ำหนักด้วยการ 25%, และปรับปรุงความทนทานห้าเท่า.
ผู้ผลิตอุปกรณ์การแพทย์ใช้ประโยชน์จาก AM สำหรับลำต้นสะโพกที่มีรูพรุนซึ่งกระตุ้นการงอกของกระดูกและแผ่นกะโหลกที่ตรงกับกายวิภาคของแต่ละบุคคลจากการสแกน CT.
บริษัทยานยนต์ใช้เหล็ก AM เพื่อสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว, วงเล็บน้ำหนักเบา, และองค์ประกอบการแข่งขันที่มีสมรรถนะสูงซึ่งประสิทธิภาพมีมากกว่าค่าใช้จ่าย.
อุตสาหกรรมเครื่องมือได้ประโยชน์จากแม่พิมพ์ที่มีการระบายความร้อนตามแบบแผน ซึ่งลดเวลารอบการทำงานลงโดยประมาณ 70%, เพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตจำนวนมาก.
ในขณะที่ราคาผู้ผลิตยังคงสูงอยู่ (200เค– 2ม), ราคาที่ลดลง, ปริมาณงานที่ดีขึ้น, และแหล่งข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรองกำลังขยายการเข้าถึงไปยังสำนักงานธุรกิจและบริการขนาดกลาง.
4. ความท้าทายและทิศทางในอนาคต
4.1 อุปสรรคทางเทคนิคและการรับรองระบบ
แม้จะมีการพัฒนา, โลหะ AM เผชิญกับอุปสรรคในการทำซ้ำ, คุณสมบัติ, และการสร้างมาตรฐาน.
การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในเคมีผง, เนื้อหาเว็บความเปียกชื้น, หรือการโฟกัสด้วยเลเซอร์สามารถเปลี่ยนโครงสร้างทางกลได้, เรียกร้องการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวดและการเฝ้าระวังในสถานที่ (เช่น, ละลายกล้องอิเล็กทรอนิกส์สระว่ายน้ำ, หน่วยตรวจจับเสียง).
การรับรองสำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัย– โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมการเดินทางทางอากาศและนิวเคลียร์– ต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องทางสถิติที่ครอบคลุมภายใต้โครงสร้างเช่น ASTM F42, ISO/มาตรฐาน ASTM 52900, และ NADCAP, ซึ่งยาวและมีราคาแพง.
ขั้นตอนการนำผงกลับมาใช้ใหม่, อันตรายจากการปนเปื้อน, และการขาดข้อกำหนดด้านวัสดุระดับโลก ยิ่งทำให้การขยายขนาดเชิงพาณิชย์มีความซับซ้อนมากขึ้น.
ความพยายามกำลังดำเนินการเพื่อสร้างแฝดอิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่อข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการกับประสิทธิภาพของส่วนประกอบ, ช่วยให้สามารถรับประกันคุณภาพเชิงคาดการณ์และสามารถตรวจสอบย้อนกลับได้.
4.2 เทรนด์ที่กำลังมาแรงและอุปกรณ์แห่งยุคหน้า
การปรับปรุงในอนาคตประกอบด้วยระบบมัลติเลเซอร์ (4– 12 เลเซอร์) ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการสร้างได้อย่างมาก, อุปกรณ์ไฮบริดที่รวม AM เข้ากับเครื่องจักร CNC ไว้ในระบบเดียว, และการผสมในแหล่งกำเนิดสำหรับการแต่งหน้าแบบสั่งทำพิเศษ.
ระบบผู้เชี่ยวชาญถูกรวมไว้เพื่อการตรวจจับปัญหาแบบเรียลไทม์และการปรับเปลี่ยนข้อกำหนดเฉพาะระหว่างการพิมพ์.
ความพยายามที่ยั่งยืนมุ่งเน้นไปที่การรีไซเคิลผงแบบวงปิด, ลำแสงแหล่งกำเนิดแสงที่ประหยัดพลังงาน, และการประเมินวงจรชีวิตเพื่อประเมินผลประโยชน์ทางนิเวศน์เชิงปริมาณมากกว่าแนวทางแบบดั้งเดิม.
การวิจัยเกี่ยวกับเลเซอร์ที่เร็วมาก, สเปรย์เย็น AM, และการพิมพ์โดยใช้สนามแม่เหล็กอาจเกินข้อจำกัดที่มีอยู่ในการสะท้อนแสง, ความเครียดและความวิตกกังวลที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ, และการควบคุมการจัดแนวเกรน.
เมื่อการพัฒนาเหล่านี้เติบโตขึ้น, การพิมพ์โลหะ 3D จะเปลี่ยนจากอุปกรณ์สร้างต้นแบบเฉพาะกลุ่มไปเป็นเทคนิคการผลิตกระแสหลักอย่างแน่นอน– การปรับเปลี่ยนวิธีการผลิตชิ้นส่วนเหล็กที่มีมูลค่าสูง, ทำ, และออกจำหน่ายตามตลาดต่างๆ.
5. ผู้จัดจำหน่าย
TRUNNANO คือซัพพลายเออร์ของผงทังสเตนทรงกลมที่มีมากกว่า 12 ประสบการณ์หลายปีในการอนุรักษ์พลังงานอาคารนาโนและการพัฒนานาโนเทคโนโลยี. รับชำระเงินผ่านบัตรเครดิต, ที/ที, เวสต์ยูเนียนและเพย์พาล. Trunnano จะจัดส่งสินค้าให้กับลูกค้าในต่างประเทศผ่าน FedEx, ดีเอชแอล, ทางอากาศ, หรือทางทะเล. หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผงทังสเตนทรงกลม, โปรดติดต่อเราและส่งคำถาม.
แท็ก: 3การพิมพ์, 3d พิมพ์ผงโลหะ, การพิมพ์ 3 มิติผงโลหะวิทยา
บทความและรูปภาพทั้งหมดมาจากอินเทอร์เน็ต. หากมีปัญหาลิขสิทธิ์ใดๆ, โปรดติดต่อเราทันเวลาเพื่อลบ.
สอบถามเรา