3D-utskrift i metall
Kort beskrivning:
3D-utskrift i metall ären process för att bilda delar genom uppvärmning, sintring, smältning och kylning av metallpulver genom laser- eller elektronstrålesökning under datorns kontroll. 3D-utskrift behöver inte mögel, bildar snabb, hög kostnad, lämplig för prover och små satsproduktion.
3D-utskrift av metall (3DP) är en typ av snabb prototypteknik. Det är en teknik baserad på digital modellfil, som använder pulvermetall eller plast och andra självhäftande material för att konstruera objekt genom lagerutskrift. Skillnaden mellan 3D-utskrift av metall och 3D-utskrift i plast: Dessa är två tekniker. Råmaterialet för 3D-utskrift av metall är metallpulver, som produceras och skrivs ut med laser med hög temperatur sintring. Materialet som används för 3D-tryckning av plast är flytande, vilket strålas ut till det flytande materialet av ultravioletta strålar med olika våglängder, vilket resulterar i polymerisationsreaktion och härdning.
1. Egenskaper för 3D-utskrift av metall
1. fördelar med 3D-utskrift av metall
A. Snabb prototyping av delar
B. Denna teknik kan använda tunna metallpulvermaterial för att producera komplexa former som inte kan realiseras med traditionell teknik som gjutning, smide och bearbetning.
Jämfört med traditionella tillverkningsprocesser har 3D-utskrift många fördelar, inklusive:
A. hög total användningsgrad av material;
B. inget behov av att öppna formen, mindre tillverkningsprocess och kort cykel;
C Tillverkningstid är kort. Speciellt tar 3D-utskrift av delar med komplexa former en femtedel eller till och med en tiondel av tiden för vanlig bearbetning
D. delar med komplex struktur kan tillverkas, såsom inre konform flödeskanal;
E. fri design enligt de mekaniska egenskapskraven utan att beakta tillverkningsprocessen.
Utskriftshastigheten är inte hög, och den används vanligtvis vid snabb tillverkning av enstaka eller små satsdelar utan kostnad och tid för mögelöppning. Även om 3D-utskrift inte är lämpligt för massproduktion kan den användas för snabb tillverkning av olika formar för massproduktion.
2. nackdelar med 3D-utskrift i metall
3D-utskrift i metall erbjuder nya designmöjligheter, som att integrera flera komponenter i produktionsprocessen för att minimera materialanvändning och mögelbehandlingskostnader.
A). Avvikelsen för delar av 3D-utskrift av metall är i allmänhet större än + / -0,10 mm, och noggrannheten är inte lika bra som för vanliga verktygsmaskiner.
B) Värmebehandlingsegenskapen för 3D-utskrift av metall kommer att deformeras: försäljningsstället för 3D-utskrift av metall är främst hög precision och konstig form. Om 3D-utskrift av ståldelar värmebehandlas förlorar delarna precision eller behöver bearbetas med verktygsmaskiner
En del av den traditionella materialreduktionsbearbetningen kan producera ett mycket tunt härdningsskikt på ytan på delarna. 3D-utskrift är inte så bra. Dessutom är expansionen och kontraktionen av ståldelarna allvarliga vid bearbetningsprocessen. Delarnas temperatur och tyngdkraft kommer att ha en allvarlig inverkan på noggrannheten
2. Material som används för 3D-utskrift av metall
Den inkluderar rostfritt stål (AISI316L), aluminium, titan, Inconel (Ti6Al4V) (625 eller 718) och martensitiskt stål.
1) .verktyg och martensitiska stål
2). rostfritt stål.
3). Legering: den mest använda metallpulverlegeringen för 3D-tryckmaterial är ren titan och titanlegering, aluminiumlegering, nickelbaslegering, koboltkromlegering, kopparbaslegering etc.
Koppar 3D-utskriftsdelar
Stål 3D-utskriftsdelar
3D-utskriftsdelar i aluminium
3D-utskrift mögelinsats
3. Typer av 3D-utskrift av metall
Det finns fem typer av 3D-teknik för metallutskrift: SLS, SLM, npj, lins och EBSM.
1). selektiv lasersintring (SLS)
SLS består av en pulvercylinder och en formningscylinder. Kolven i pulvercylindern stiger. Pulvret läggs jämnt på formningscylindern av pulverbeläggaren. Datorn styr det tvådimensionella avsökningsspåret för laserstrålen enligt prototypens skivmodell. Det fasta pulvermaterialet sintras selektivt för att bilda ett lager av delen. Efter slutförandet av ett lager, tappar arbetskolven en lagertjocklek, pulverspridningssystemet sprider nytt pulver och styr laserstrålen för att skanna och sintra det nya lagret. På detta sätt upprepas cykeln lager för lager tills de tredimensionella delarna bildas.
2). selektiv lasersmältning (SLM)
Den grundläggande principen för laserselektiv smältteknik är att designa den tredimensionella fasta modellen av delen genom att använda den tredimensionella modelleringsprogramvaran som Pro / E, UG och CATIA på datorn och sedan skära den tredimensionella modellen genom skivprogramvara, hämta profildata för varje sektion, generera fyllningsskanningsvägen från profildata, och utrustningen styr den selektiva smältningen av laserstrålen enligt dessa fyllningsskanningslinjer. Varje lager av metallpulvermaterial staplas gradvis i tre- dimensionella metalldelar. Innan laserstrålen börjar skanna, trycker pulverspridningsanordningen metallpulvret på formningscylinderns bottenplatta, och sedan smälter laserstrålen pulvret på basplattan enligt det aktuella skiktets påfyllningsskanningslinje och bearbetar strömskiktet, och sedan sjunker formningscylindern ett lager tjockleksavstånd, pulvercylindern stiger ett visst tjockleksavstånd, pulverspridningsanordningen sprider metallpulvret på det bearbetade strömskiktet, och utrustningen justerar Ange data för nästa skiktkontur för bearbetning och sedan bearbeta lager för lager tills hela delen har bearbetats.
3). nanopartikelsprutmetallformning (NPJ)
Vanlig 3D-utskriftsteknik av metall är att använda laser för att smälta eller sintra metallpulverpartiklar, medan npj-tekniken inte använder pulverform utan flytande tillstånd. Dessa metaller förpackas i ett rör i form av vätska och sätts in i en 3D-skrivare, som använder "smält järn" som innehåller metallnanopartiklar för att spraya i form vid 3D-utskrift av metall. Fördelen är att metallen är tryckt med smält järn, hela modellen blir mjukare och det vanliga bläckstråleskrivhuvudet kan användas som ett verktyg. När utskriften är klar avdunstar konstruktionskammaren överflödig vätska genom uppvärmning och lämnar endast metalldelen
4). laser nära nätformning (lins)
Lasernätformningsteknik (lins) använder principen om laser- och pulvertransport samtidigt. 3D-CAD-modellen av delen skivas av en dator och 2D-planens konturdata för delen erhålls. Dessa data omvandlas sedan till rörelsespåret för NC-arbetsbordet. Samtidigt matas metallpulvret in i laserfokusområdet med en viss matningshastighet, smälts och stelnar snabbt, och sedan kan de nära nätformade delarna erhållas genom stapling av punkter, linjer och ytor. De formade delarna kan användas utan eller endast med en liten mängd bearbetning. Objektiv kan realisera formfri tillverkning av metalldelar och spara mycket kostnader.
5). elektronstrålesmältning (EBSM)
Elektronstrålesmältningsteknik utvecklades och användes först av arcamföretaget i Sverige. Dess princip är att använda elektronpistolen för att skjuta högdensitetsenergi som genereras av elektronstrålen efter avböjning och fokus, vilket gör att det skannade metallpulverskiktet genererar hög temperatur i lokala små områden, vilket leder till smältning av metallpartiklar. Den kontinuerliga avsökningen av elektronstrålar gör att de små smälta metallpoolerna smälter och stelnar varandra och bildar det linjära och ytmetallskiktet efter anslutning.
Bland ovanstående fem metallutskriftstekniker är SLS (selektiv lasersintring) och SLM (selektiv lasersmältning) de vanligaste applikationsteknikerna inom metallutskrift.
4. Tillämpning av 3D-utskrift av metall
Det används ofta i formtillverkning, industriell design och andra områden för att göra modeller, och sedan används det gradvis i direkt tillverkning av vissa produkter, och sedan används det gradvis i direkt tillverkning av vissa produkter. Det finns redan delar som skrivs ut med denna teknik. Tekniken har tillämpningar inom smycken, skor, industridesign, arkitektur, teknik och konstruktion (AEC), fordons-, flyg-, tand- och medicinindustri, utbildning, geografiska informationssystem, anläggningsteknik, skjutvapen och andra områden.
3D-utskrift av metall, med fördelarna med direktformning, ingen form, personlig design och komplex struktur, hög effektivitet, låg konsumtion och låg kostnad, har använts i stor utsträckning i petrokemiska tekniska applikationer, flyg-, biltillverkning, formsprutning, lättmetallgjutning , medicinsk behandling, pappersindustri, kraftindustri, livsmedelsbearbetning, smycken, mode och andra områden.
Produktiviteten för metallutskrift är inte hög, används vanligtvis för snabb tillverkning av enstaka eller små satsdelar utan kostnad och tid för mögelöppning. Även om 3D-utskrift inte är lämpligt för massproduktion kan den användas för snabb tillverkning av olika formar för massproduktion.
1). industrisektorn
För närvarande har många industriavdelningar använt 3D-skrivare av metall som sina dagliga maskiner. Vid tillverkning av prototyper och modellproduktion används nästan 3D-teknik. Samtidigt kan den också användas vid tillverkning av vissa stora delar
3D-skrivaren skriver ut delarna och monterar dem sedan. Jämfört med den traditionella tillverkningsprocessen kan 3D-utskriftsteknik förkorta tiden och minska kostnaderna, men också uppnå större produktion.
2). inom medicin
3D-utskrift av metall används ofta inom medicinskt område, särskilt inom tandvård. Till skillnad från andra operationer används ofta 3D-utskrift av metall för att skriva ut tandimplantat. Den största fördelen med att använda 3D-utskriftsteknik är anpassning. Läkare kan designa implantat enligt patienternas specifika förhållanden. På detta sätt kommer patientens behandlingsprocess att minska smärtan och det blir mindre problem efter operationen.
3). Smycken
För närvarande omvandlar många smyckstillverkare från harts 3D-utskrift och vaxformtillverkning till 3D-utskrift av metall. Med den ständiga förbättringen av människors levnadsstandard är efterfrågan på smycken också högre. Människor gillar inte längre vanliga smycken på marknaden utan vill ha unika skräddarsydda smycken. Därför kommer det att vara den framtida utvecklingen av smyckeindustrin att förverkliga anpassning utan mögel, bland annat 3D-utskrift av metall kommer att spela en mycket viktig roll.
4). Flyg och rymd
Många länder i världen har börjat använda 3D-teknik för metallutskrift för att uppnå utvecklingen av nationellt försvar, flyg och andra områden. GE: s första 3D-tryckfabrik i världen, byggd i Italien, ansvarar för tillverkning av delar till sprutmotorer, vilket bevisar förmågan hos 3D-utskrift av metall.
5). Bil
Användningstiden för 3D-utskrift av metall i bilindustrin är inte för lång, men den har stor potential och snabb utveckling. För närvarande studerar BMW, Audi och andra välkända biltillverkare på allvar hur man använder 3D-teknik för metallutskrift för att reformera produktionsläget
3D-utskrift av metall begränsas inte av delarnas komplexa form, direkt formade, snabba och effektiva, och behöver inte höga investeringar i formen, som är lämplig för modern tillverkning. Den kommer att utvecklas och tillämpas snabbt nu och i framtiden. Kontakta oss om du har metalldelar som behöver 3D-utskrift.
3D-utskrift av metall begränsas inte av delarnas komplexa form, direkt formade, snabba och effektiva, och behöver inte höga investeringar i formen, som är lämplig för modern tillverkning. Den kommer att utvecklas och tillämpas snabbt nu och i framtiden. Om du har metalldelar som behöver 3D-utskrift,vänligen kontakta oss.
