Kovinski 3D tisk
Kratek opis:
Kovinsko 3D tiskanje jepostopek oblikovanja delov s segrevanjem, sintranjem, taljenjem in hlajenjem kovinskega prahu z laserskim ali elektronskim skeniranjem pod nadzorom računalnika. 3D-tiskanje ne potrebuje plesni, ki tvori hitro, visoko ceno, primerno za proizvodnjo vzorcev in majhne serije.
Kovinsko 3D tiskanje (3DP) je neke vrste tehnologija hitrega izdelave prototipov. Gre za tehnologijo, ki temelji na digitalni modelni datoteki in pri izdelavi predmetov s plastnim tiskanjem uporablja prah kovine ali plastiko in druge lepilne materiale. Razlika med 3D tiskanjem na kovine in 3D tiskanjem na plastiko: To sta dve tehnologiji. Surovina kovinskega 3D tiska je kovinski prah, ki se proizvaja in tiska z laserskim visokotemperaturnim sintranjem. Za plastični 3D tisk se uporablja tekočina, ki jo na tekočino sevajo ultravijolični žarki različnih valovnih dolžin, kar povzroči reakcijo polimerizacije in strjevanje.
1. Značilnosti kovinskega 3D tiska
1. prednosti kovinskega 3D tiska
A. Hitro izdelava prototipov delov
B. Ta tehnologija lahko uporablja tanke kovinske materiale v prahu za izdelavo kompleksnih oblik, ki jih ni mogoče uresničiti s tradicionalno tehnologijo, kot so litje, kovanje in obdelava.
3D tiskanje ima v primerjavi s tradicionalnimi proizvodnimi postopki številne prednosti, med drugim:
A. visoka skupna stopnja izkoriščenosti materialov;
B. ni potrebe po odpiranju kalupa, manj proizvodnega postopka in kratek cikel;
C Čas izdelave je kratek. 3D tiskanje delov s kompleksnimi oblikami traja zlasti petino ali celo desetino časa običajne obdelave
D lahko se izdelajo deli s kompleksno strukturo, na primer notranji konformni pretočni kanal;
E prosto oblikovanje v skladu z zahtevami glede mehanskih lastnosti brez upoštevanja proizvodnega procesa.
Hitrost tiskanja ni velika in se običajno uporablja pri hitri izdelavi posameznih ali majhnih delov serije, brez stroškov in časa odpiranja kalupa. Čeprav 3D tisk ni primeren za množično proizvodnjo, ga lahko uporabimo za hitro izdelavo različnih kalupov za množično proizvodnjo.
2. slabosti kovinskega 3D tiska
3D tiskanje na kovine ponuja nove možnosti oblikovanja, na primer vključitev več komponent v proizvodni postopek, da se zmanjšajo materiali in stroški obdelave plesni.
A). Odstopanje kovinskih delov za 3D tiskanje je praviloma večje od + / -0,10 mm in natančnost ni tako dobra kot pri običajnih obdelovalnih strojih.
B) Lastnost toplotne obdelave 3D tiskanja kovin bo deformirana: prodajno mesto 3D tiskanja kovin je predvsem visoka natančnost in nenavadna oblika. Če je 3D tiskanje jeklenih delov toplotno obdelano, bodo deli izgubili natančnost ali pa jih bodo obdelovali obdelovalni stroji
Del tradicionalne obdelave z redukcijo materiala lahko na površini delov povzroči zelo tanek sloj strjevanja. 3D tiskanje ni tako dobro. Poleg tega sta razširitev in krčenje jeklenih delov v procesu obdelave resna. Temperatura in gravitacija delov bosta resno vplivali na natančnost
2. Materiali, ki se uporabljajo za kovinsko 3D tiskanje
Vključuje nerjavno jeklo (AISI316L), aluminij, titan, Inconel (Ti6Al4V) (625 ali 718) in martenzitno jeklo.
1) .orodja in martenzitna jekla
2). nerjaveče jeklo.
3). Zlitine: najpogosteje uporabljena zlitina kovinskega prahu za 3D tiskarske materiale so čisti titan in titanova zlitina, aluminijeva zlitina, zlitina na osnovi niklja, kobaltova kromova zlitina, bakrena zlitina itd.
Bakreni deli za 3D tiskanje
Jekleni deli za 3D tisk
Aluminijasti 3D tiskarski deli
3D vložek za kalupe
3. Vrste kovinskega 3D tiska
Obstaja pet vrst kovinskih tehnologij 3D tiskanja: SLS, SLM, npj, leče in EBSM.
1). selektivno lasersko sintranje (SLS)
SLS je sestavljen iz valjastega valja in oblikovalnega valja. Bat prašnega valja se dvigne. Prašek je na tlačni valj enakomerno položen s tlakovcem. Računalnik nadzoruje dvodimenzionalno optično stezo laserskega žarka v skladu z rezalnim modelom prototipa. Trdni praškasti material se selektivno sintra, da tvori plast dela. Po zaključku ene plasti delovni bat pade v eno debelino, sistem za razprševanje prahu razprši nov prah in nadzira laserski žarek za skeniranje in sintranje nove plasti. Na ta način se cikel ponavlja po plasteh, dokler ne nastanejo tridimenzionalni deli.
2). selektivno lasersko taljenje (SLM)
Osnovno načelo tehnologije laserskega selektivnega taljenja je oblikovanje tridimenzionalnega trdnega modela dela z uporabo tridimenzionalne programske opreme za modeliranje, kot so Pro / E, UG in CATIA, na računalniku, nato pa tridimenzionalni model razrežemo skozi programsko opremo za rezanje, pridobite podatke o profilu vsakega odseka, iz podatkov profila ustvarite pot skeniranja polnila, oprema pa bo nadzirala selektivno taljenje laserskega žarka v skladu s temi črtami za skeniranje polnjenja. Vsaka plast kovinskega praškastega materiala se postopoma zloži v tri- dimenzijski kovinski deli. Preden laserski žarek začne skenirati, naprava za razprševanje prahu potisne kovinski prah na osnovno ploščo oblikovalnega valja, nato pa laserski žarek stopi prah na osnovni plošči v skladu s črto za skeniranje polnjenja trenutne plasti in obdela trenutni sloj, nato pa se oblikovalni valj spusti po razdalji debeline sloja, valjasti prah se dvigne na določeno debelinsko razdaljo, naprava za razprševanje prahu razprši kovinski prah na obdelani trenutni plasti in oprema prilagodi Vnesite podatke o konturi naslednjega sloja za obdelavo in nato obdelajte plast za plastjo, dokler ni obdelan celoten del.
3). oblikovanje kovin v obliki nanodelcev (NPJ)
Običajna tehnologija 3D tiskanja kovin je uporaba laserja za taljenje ali sintranje delcev kovinskega prahu, medtem ko tehnologija npj ne uporablja oblike prahu, temveč tekoče stanje. Te kovine so zavite v cev v obliki tekočine in vstavljene v 3D-tiskalnik, ki s pomočjo "staljenega železa", ki vsebuje kovinske nanodelce, razprši obliko v obliki 3D-tiskanja kovine. Prednost je v tem, da je kovina natisnjena s staljenim železom, celoten model bo bolj mehak, navadno brizgalno tiskalno glavo pa lahko uporabimo kot orodje. Ko je tiskanje končano, bo gradbena komora s segrevanjem odvečno tekočino izhlapela, tako da bo ostal le kovinski del
4). lasersko oblikovanje v bližini mreže (leča)
Tehnologija laserskega oblikovanja blizu leče (leče) hkrati uporablja princip laserskega in praškastega transporta. 3D CAD model dela računalniško razrežemo in dobimo podatke o konturah 2D ravnine dela. Ti podatki se nato pretvorijo v sled gibanja delovne mize NC. Hkrati se kovinski prah dovaja v območje laserskega ostrenja z določeno hitrostjo podajanja, se hitro stopi in strdi, nato pa lahko z zlaganjem točk, črt in površin dobimo skoraj mrežne dele. Oblikovane dele lahko uporabimo brez ali le z majhno količino obdelave. Objektiv lahko uresniči izdelavo kovinskih delov brez plesni in prihrani veliko stroškov.
5). taljenje z elektronskim žarkom (EBSM)
Tehnologijo taljenja elektronskih žarkov je prvič razvilo in uporabljalo podjetje arcam na Švedskem. Njeno načelo je, da z elektronsko pištolo strelja z energijo visoke gostote, ki jo po odklonu in ostrenju ustvari elektronski žarek, zaradi česar skenirana plast kovinskega prahu ustvarja visoke temperature na lokalnem majhnem območju, kar vodi do taljenja kovinskih delcev. Neprekinjeno skeniranje elektronskega žarka bo povzročilo, da se drobni staljeni kovinski bazeni med seboj stopijo in strdijo ter po povezavi tvorijo linearno in površinsko kovinsko plast.
Med zgoraj navedenimi petimi tehnologijami kovinskega tiska sta SLS (selektivno lasersko sintranje) in SLM (selektivno lasersko taljenje) glavni tehnologiji na področju tiskanja na kovine.
4. Uporaba kovinskega 3D tiska
Pogosto se uporablja v izdelavi kalupov, industrijskem oblikovanju in na drugih področjih za izdelavo modelov, nato pa se postopoma uporablja pri neposredni proizvodnji nekaterih izdelkov, nato pa se postopoma uporablja pri neposredni proizvodnji nekaterih izdelkov. Ta tehnologija že tiska dele. Tehnologija se uporablja v nakitu, obutvi, industrijskem oblikovanju, arhitekturi, inženirstvu in gradbeništvu (AEC), avtomobilski, letalski in vesoljski industriji, zobozdravstveni in medicinski industriji, izobraževanju, geografskih informacijskih sistemih, gradbeništvu, strelnem orožju in drugih področjih.
Kovinsko 3D tiskanje, s prednostmi neposrednega oblikovanja, brez plesni, personaliziranega dizajna in zapletene strukture, visoke učinkovitosti, nizke porabe in nizkih stroškov, se pogosto uporablja v petrokemičnem inženirstvu, vesoljski industriji, avtomobilski proizvodnji, brizganju kalupov, litju lahkih kovinskih zlitin , zdravljenje, papirna industrija, energetika, živilska industrija, nakit, moda in druga področja.
Produktivnost kovinskega tiska ni visoka, običajno se uporablja za hitro izdelavo posameznih ali majhnih delov serije, brez stroškov in časa odpiranja kalupa. Čeprav 3D tisk ni primeren za množično proizvodnjo, ga lahko uporabimo za hitro izdelavo različnih kalupov za množično proizvodnjo.
1). industrijski sektor
Trenutno številni industrijski oddelki uporabljajo kovinske 3D-tiskalnike kot svoje dnevne stroje. Pri izdelavi prototipov in izdelavi modelov se tehnologija 3D-tiskanja skoraj uporablja. Hkrati se lahko uporablja tudi pri izdelavi nekaterih velikih delov
3D-tiskalnik natisne dele in jih nato sestavi. V primerjavi s tradicionalnim proizvodnim postopkom lahko tehnologija 3D tiskanja skrajša čas in zniža stroške, hkrati pa doseže tudi večjo proizvodnjo.
2). medicinsko področje
Kovinsko 3D tiskanje se pogosto uporablja v medicini, zlasti v zobozdravstvu. Za razliko od drugih operacij se kovinski 3D tisk pogosto uporablja za tisk zobnih vsadkov. Največja prednost uporabe tehnologije 3D tiskanja je prilagajanje. Zdravniki lahko vsadke oblikujejo glede na posebne pacientove pogoje. Na ta način bo bolnikov postopek zdravljenja zmanjšal bolečino, po operaciji pa bo manj težav.
3). nakit
Trenutno se številni proizvajalci nakita preusmerjajo iz 3D-tiskanja s smolo in izdelavo voščenih kalupov v 3D-tiskanje na kovine. Z nenehnim izboljševanjem življenjskega standarda ljudi je večje tudi povpraševanje po nakitu. Ljudje ne marajo več običajnega nakita na trgu, želijo pa imeti unikatni nakit po meri. Zato bo prihodnji razvojni trend nakitne industrije uresničevanje prilagoditev brez plesni, med katerimi bo zelo pomembno vlogo kovinsko 3D tiskanje.
4). Vesoljska
Številne države na svetu so začele uporabljati kovinsko tehnologijo 3D-tiskanja za razvoj obrambne, vesoljske in drugih področij. Prva tovarna 3D tiskanja na svetu, zgrajena v Italiji, je odgovorna za izdelavo delov za preskočne reaktivne motorje, kar dokazuje sposobnost kovinskega 3D tiskanja.
5). Avtomobilizem
Čas uporabe kovinskega 3D tiska v avtomobilski industriji ni predolg, ima pa velik potencial in hiter razvoj. Trenutno BMW, Audi in drugi znani avtomobilski proizvajalci resno preučujejo, kako uporabiti kovinsko tehnologijo 3D tiska za reformo načina proizvodnje
Kovinsko 3D tiskanje ni omejeno s kompleksno obliko delov, neposredno oblikovanimi, hitrimi in učinkovitimi in ne potrebuje velikih naložb kalupa, ki je primeren za sodobno izdelavo. Hitro se bo razvijal in uporabljal zdaj in v prihodnosti. Če imate kovinske dele, ki potrebujejo 3D tiskanje, nas kontaktirajte.
Kovinsko 3D tiskanje ni omejeno s kompleksno obliko delov, neposredno oblikovanimi, hitrimi in učinkovitimi in ne potrebuje visokih vložkov kalupa, ki je primeren za sodobno izdelavo. Hitro se bo razvijal in uporabljal zdaj in v prihodnosti. Če imate kovinske dele, ki potrebujejo 3D tiskanje,prosim kontaktirajte nas.
