1. Các khái niệm thiết yếu và các danh mục tinh chỉnh
1.1 Thiết bị lõi và phiên dịch
(3bột hợp kim in d)
In 3D thép, còn được gọi là sản xuất bồi đắp kim loại (LÀ), là chiến lược xây dựng từng lớp, xây dựng các thành phần kim loại ba chiều trực tiếp từ các phiên bản kỹ thuật số bằng cách sử dụng nguyên liệu dạng bột hoặc dây.
Không giống như các phương pháp trừ như phay hoặc tiện, loại bỏ sản phẩm để đạt được hình thức, thép AM thêm sản phẩm vào đúng nơi cần thiết, tạo ra sự phức tạp về hình học đặc biệt với rất ít lãng phí.
Quá trình bắt đầu với phiên bản CAD 3D được cắt thành các lớp thẳng mỏng (nói chung là 20– 100 µm dày). Một nguồn năng lượng cao– chùm tia laser hoặc điện tử– nấu chảy hoặc nung chảy chính xác các mảnh thép theo tiết diện của mỗi lớp, đông cứng lại khi làm mát để tạo thành chất rắn dày.
Chu trình này lặp lại cho đến khi thành phần hoàn chỉnh được xây dựng, thường ở trong môi trường trơ (argon hoặc nitơ) để ngăn chặn quá trình oxy hóa các hợp kim phản ứng nhanh như titan hoặc nhôm trọng lượng nhẹ.
Cấu trúc vi mô thu được, tài sản dân cư hoặc thương mại cơ khí, và lớp phủ bề mặt được điều chỉnh bởi nền nhiệt, kiểm tra cách tiếp cận, và đặc tính vật liệu, yêu cầu kiểm soát chính xác các thông số kỹ thuật của quy trình.
1.2 Công nghệ AM kim loại quan trọng
Cả hai sự kết hợp bột giường chiếm ưu thế (PBF) công nghệ hiện đại là Làm tan chảy bằng tia laser (SLM) và chùm tia điện tử tan chảy (EBM).
SLM sử dụng laser sợi quang công suất cao (thông thường 200– 1000 W) để làm tan chảy hoàn toàn bột kim loại trong buồng chứa đầy argon, tạo ra mật độ gần như đầy đủ (> 99.5%) các bộ phận có độ phân giải chức năng tốt và diện tích bề mặt nhẵn.
EBM sử dụng chùm tia điện tử cao áp trong môi trường máy hút bụi, chạy ở mức nhiệt độ xây dựng cao hơn (600– 1000 ° C), giúp giảm bớt lo lắng còn sót lại và cho phép xử lý các hợp kim giòn có khả năng chống nứt như Ti-6Al-4V hoặc Inconel 718.
Ngoài PBF, Lắng đọng năng lượng định hướng (DED)– bao gồm lắng đọng kim loại bằng laser (LMD) và sản xuất thành phần dây hồ quang (WAAM)– đưa bột kim loại hoặc cáp vào bể bơi hóa lỏng được tạo ra bởi tia laser, huyết tương, hoặc hồ quang điện, thích hợp cho việc cố định quy mô lớn hoặc các bộ phận gần dạng lưới.
Máy phun chất kết dính, tuy nhiên ít được phát triển đầy đủ hơn cho kim loại, liên quan đến việc chuyển một chất liên kết chất lỏng lên các lớp bột kim loại, tiếp theo là thiêu kết trong hệ thống sưởi ấm; nó sử dụng tốc độ cao nhưng mật độ và độ chính xác kích thước thấp hơn.
Mỗi sự đổi mới ổn định sự thỏa hiệp trong giải pháp, giá xây dựng, khả năng tương thích vật liệu, và nhu cầu xử lý hậu kỳ, tùy chọn hướng dẫn dựa trên nhu cầu ứng dụng.
2. Những cân nhắc về vật liệu và luyện kim
2.1 Hợp kim phổ biến và ứng dụng của chúng
In 3D thép hỗ trợ nhiều loại hợp kim thiết kế, bao gồm thép không gỉ (ví dụ., 316L, 17-4PH), thép công cụ (H13, Thép mài mòn), siêu hợp kim gốc niken (Inconel 625, 718), hợp kim titan (Ti-6Al-4V, CP-Ti), nhôm trọng lượng nhẹ (AlSi10Mg, Al biến đổi Sc), và coban-chrome (CoCrMo).
Thép không gỉ sử dụng khả năng chống hư hỏng và độ bền vừa phải cho các ống dẫn chất lỏng và dụng cụ lâm sàng.
(3bột hợp kim in d)
Siêu hợp kim niken làm chủ các cài đặt nhiệt độ cao như cánh tuabin và vòi phun tên lửa nhờ khả năng chống rão và ổn định oxy hóa của chúng.
Hợp kim titan tích hợp tỷ lệ cường độ trên mật độ cao với khả năng tương thích sinh học, làm cho chúng phù hợp với giá đỡ hàng không vũ trụ và cấy ghép chỉnh hình.
Hợp kim nhôm giúp tạo ra các bộ phận kiến trúc nhẹ trong ứng dụng ô tô và máy bay không người lái, mặc dù độ phản xạ cao và độ dẫn nhiệt của chúng gây khó khăn cho việc hấp thụ tia laser và độ ổn định của bể tan chảy.
Quá trình cải tiến sản phẩm được tiến hành với các hợp kim có entropy cao (ở HEA) và các đồ trang điểm được phân loại theo chức năng chuyển các ngôi nhà trong một phần duy nhất.
2.2 Cấu trúc vi mô và nhu cầu sau xử lý
Chu kỳ làm nóng và làm nguội nhanh trong kim loại AM tạo ra các cấu trúc vi mô riêng biệt– thường là các sợi nhánh di động lớn hoặc các hạt dạng cột xếp thẳng hàng với sự tuần hoàn nhiệt– khác biệt đáng kể so với vật đúc hoặc rèn tương đương.
Trong khi điều này có thể nâng cao sức chịu đựng thông qua việc tinh chế ngũ cốc, nó cũng có thể gây ra tính bất đẳng hướng, độ xốp, hoặc căng thẳng và lo lắng còn sót lại gây nguy hiểm cho hiệu suất kiệt sức.
Do đó, gần như tất cả các thành phần AM kim loại đều cần xử lý hậu kỳ: ủ giảm căng thẳng để giảm biến dạng, đẩy đẳng tĩnh nóng (HÔNG) để đóng lỗ chân lông bên trong, gia công cho các điện trở quan trọng, và diện tích bề mặt hoàn thành (ví dụ., đánh bóng bằng điện, bắn peening) để cải thiện cuộc sống kiệt sức.
Liệu pháp nhiệt được tùy chỉnh theo hệ thống hợp kim– Ví dụ, tùy chọn lão hóa cho 17-4PH để hoàn thành quá trình đông đặc lượng mưa, hoặc ủ beta cho Ti-6Al-4V để tăng cường độ dẻo.
Kiểm soát chất lượng dựa trên sàng lọc không phá hủy (NDT) chẳng hạn như chụp cắt lớp vi tính bằng tia X (CT) và kiểm tra siêu âm để phát hiện các vấn đề bên trong mà mắt thường không thể phát hiện được.
3. Thiết kế linh hoạt và ảnh hưởng công nghiệp
3.1 Công nghệ hình học và đồng hóa chức năng
In 3D kim loại mở ra các tiêu chuẩn bố cục không thể thực hiện được với sản xuất tiêu chuẩn, chẳng hạn như mạng lưới làm mát phù hợp bên trong trong khuôn bắn, khung lưới để giảm cân, và các khóa học về tấn được tối ưu hóa cấu trúc liên kết nhằm giảm thiểu việc sử dụng vật liệu.
Các thành phần khi được yêu cầu thiết lập từ nhiều bộ phận giờ đây có thể được xuất bản dưới dạng thiết bị nguyên khối, giảm khớp, bu lông, và các yếu tố thất bại có thể xảy ra.
Sự tích hợp hữu ích này giúp tăng cường độ tin cậy trong các thiết bị y tế và hàng không vũ trụ, đồng thời cắt giảm độ phức tạp của chuỗi cung ứng và chi phí cung ứng..
Công thức thiết kế sáng tạo, kết hợp với tối ưu hóa dựa trên mô phỏng, phát triển ngay lập tức các hình thức tự nhiên đáp ứng mục tiêu hiệu suất theo lô thực tế, đẩy ranh giới của hiệu suất.
Có thể tùy chỉnh ở quy mô lớn– mão răng, cấy ghép dành riêng cho bệnh nhân, và các phụ kiện hàng không vũ trụ đặt riêng có thể được sản xuất về mặt tài chính mà không cần trang bị lại.
3.2 Giá trị kinh tế và bồi dưỡng theo ngành cụ thể
Hàng không vũ trụ dẫn đầu việc áp dụng, với hoạt động kinh doanh như vòi phun khí du lịch GE Air cho động cơ LEAP– củng cố 20 các thành phần ngay thành một, giảm thiểu trọng lượng bằng cách 25%, và cải thiện độ bền gấp năm lần.
Các nhà sản xuất thiết bị y tế tận dụng AM để tạo ra thân hông xốp nhằm thúc đẩy sự phát triển của xương và các đĩa sọ khớp với giải phẫu riêng lẻ từ ảnh chụp CT.
Các hãng ô tô sử dụng thép AM để tạo mẫu nhanh, dấu ngoặc nhẹ, và các yếu tố đua xe hiệu suất cao nơi hiệu suất vượt xa chi phí.
Các ngành công nghiệp chế tạo dụng cụ thu được lợi ích từ các khuôn được làm mát phù hợp giúp cắt giảm thời gian chu kỳ khoảng 70%, tăng hiệu suất trong sản xuất hàng loạt.
Trong khi giá sản xuất tiếp tục cao (200k– 2M), giảm giá, thông lượng được cải thiện, và các nguồn dữ liệu sản phẩm được chứng nhận đang mở rộng quyền truy cập vào các văn phòng dịch vụ và doanh nghiệp quy mô vừa.
4. Những thách thức và định hướng tương lai
4.1 Rào cản kỹ thuật và công nhận
Mặc dù phát triển, kim loại AM phải đối mặt với những trở ngại về khả năng lặp lại, trình độ chuyên môn, và tiêu chuẩn hóa.
Những thay đổi nhỏ trong hóa học bột, nội dung trang web ẩm ướt, hoặc tiêu điểm laser có thể thay đổi các tòa nhà cơ khí, yêu cầu kiểm soát quy trình nghiêm ngặt và giám sát tại chỗ (ví dụ., tan chảy máy ảnh điện tử hồ bơi, đơn vị cảm biến âm thanh).
Chứng nhận cho các ứng dụng quan trọng về an toàn– đặc biệt là trong ngành du lịch hàng không và hạt nhân– yêu cầu xác nhận thống kê toàn diện theo các cấu trúc như ASTM F42, ISO/ASTM 52900, và NADCAP, nó dài và đắt tiền.
Quy trình tái sử dụng bột, nguy cơ ô nhiễm, và việc thiếu các yêu cầu nguyên liệu toàn cầu thậm chí còn làm phức tạp thêm việc mở rộng quy mô thương mại.
Những nỗ lực đang được tiến hành để thiết lập các bản sao điện tử kết nối các thông số kỹ thuật của quy trình với hiệu suất của thành phần, cho phép đảm bảo chất lượng dự đoán và truy xuất nguồn gốc.
4.2 Xu hướng phát triển và thiết bị thế hệ tiếp theo
Những cải tiến trong tương lai bao gồm các hệ thống đa tia laser (4– 12 tia laser) giúp tăng đáng kể tỷ lệ xây dựng, thiết bị lai kết hợp AM với gia công CNC trong một hệ thống, và hợp kim tại chỗ cho các sản phẩm trang điểm theo yêu cầu.
Hệ thống chuyên gia đang được tích hợp để phát hiện vấn đề theo thời gian thực và điều chỉnh thông số kỹ thuật thích ứng trong quá trình in.
Những nỗ lực bền vững tập trung vào tái chế bột khép kín, chùm nguồn sáng tiết kiệm năng lượng, và đánh giá vòng đời để định lượng lợi ích sinh thái so với các phương pháp truyền thống.
Nghiên cứu về tia laser cực nhanh, bình xịt lạnh AM, và in được hỗ trợ từ trường có thể vượt qua những hạn chế hiện có về độ phản xạ, căng thẳng và lo lắng tái phát, và kiểm soát căn chỉnh hạt.
Khi những sự phát triển này phát triển, In 3D kim loại chắc chắn sẽ thay đổi từ một thiết bị tạo mẫu thích hợp sang kỹ thuật sản xuất chính thống– định hình lại cách sản xuất các bộ phận thép có giá trị cao, làm ra, và phát hành trên khắp các thị trường.
5. Nhà phân phối
TRUNNANO là nhà cung cấp Bột vonfram hình cầu với hơn 12 nhiều năm kinh nghiệm trong việc bảo tồn năng lượng công trình nano và phát triển công nghệ nano. Nó chấp nhận thanh toán qua thẻ tín dụng, T/T, Công Đoàn Phương Tây và Paypal. Trunnano sẽ vận chuyển hàng hóa tới khách hàng nước ngoài thông qua FedEx, DHL, bằng đường hàng không, hoặc bằng đường biển. Nếu bạn muốn biết thêm về Bột vonfram hình cầu, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi và gửi yêu cầu.
Thẻ: 3in ấn, 3d in bột kim loại, luyện kim bột in 3d
Tất cả các bài viết và hình ảnh được lấy từ Internet. Nếu có vấn đề gì về bản quyền, vui lòng liên hệ với chúng tôi kịp thời để xóa.
Hỏi chúng tôi