Учините легуру титанијума јачом - пет главних технологија 3Д штампања метала

Данас, са брзим развојем науке и технологије, технологија металне 3Д штампе са предностима краткорочне производње, производње на захтев и брзе израде прототипа чини многе немогуће ствари могућим.

Тренутно на тржишту постоји пет главних технологија 3Д штампања метала: ласерско селективно синтеровање (СЛС), формирање метала у млазу наночестица (НПЈ), ласерско селективно топљење (СЛМ), ласерско обликовање у близини мреже (ЛЕНС) и селективно топљење електронским снопом ( ЕБСМ) технологија. У наставку ћу представити баси

ц принципи рада ових пет металних технологија 3Д штампања.

Принцип рада: слој прашкастог материјала се поставља унапред на радни сто, а ласер синтерује чврсти део праха под компјутерском контролом према информацијама о контури интерфејса, а затим континуирано циркулише и слаже слој по слој да би се формирао.

СЛС метода користи инфрацрвени ласер као енергију, а коришћени материјали за моделирање су углавном прашкасти материјали. Током обраде, прах се прво загрева на температуру нешто нижу од његове тачке топљења, а затим се прашак изравнава под дејством штапа за равнање; ласерски сноп се селективно синтерује према слојевитим информацијама о попречном пресеку под контролом компјутера, а следећи слој се синтерује након што се заврши један слој, и овај циклус се понавља, слој по слој, све док се не формира тродимензионални део. Коначно, несинтеровани прах се рециклира у цилиндар за прах и изливени део се вади.

Пошто ова метода обликовања има карактеристике једноставног производног процеса, велике флексибилности, широког спектра избора материјала, јефтине цене материјала, ниске цене, високе стопе коришћења материјала и велике брзине обликовања, углавном се користи у индустрији ливења и може се користити да директно прави брзе калупе.

Принцип рада: Прво, метал се убацује у 3Д штампач у облику течности, а течност која садржи металне наночестице се користи за бризгање током штампања. Затим се вишак течности испарава загревањем да напусти метални део, а на крају се обликовање завршава синтеровањем на ниској температури.

Ова метода обликовања може користити обичну инкјет главу за штампање као алат, а потпорна структура се може растопити и уклонити посебном технологијом без икакве спољне силе. Пошто се уклања топљењем, може се бесконачно додавати у теорији, дајући дизајнерима већу слободу. Поред металних материјала, његов пробој у керамичкој технологији проширио је своју примену на стоматологију, медицину и специфична индустријска поља.

Принцип рада: Користите ласерски зрак високе енергије да истопите прах металне легуре на дводимензионалном попречном пресеку након сечења тродимензионалног модела и одштампајте било коју сложену структуру и металне делове са скоро 100% густине слој по слој од одоздо ка врху.

СЛМ технологија углавном користи ЦАД тродимензионални софтвер за дизајнирање тродимензионалних модела и извоз у формате датотека који се могу препознати софтвером за сечење; исеците тродимензионални модел и додајте подршку и обраду слојева да бисте добили податке о контури попречног пресека тродимензионалног модела; користите софтвер за планирање путање за скенирање података о контури, увезите податке планиране путање у СЛМ опрему, а индустријски рачунар контролише избор ласерског зрака у складу са путањом скенирања сваког слоја контуре да би топио прах металне легуре слој по слој , и сложите их слој по слој у густу тродимензионалну целину металног дела.

Предности СЛМ технологије су висока искоришћеност материјала, висока димензионална тачност произведених металних делова и слободан дизајн. Његова ограничења су високи трошкови компоненти опреме, немогућност масовне производње производа и недоследни стандарди за прахове металних легура потребних за обраду. Због тога се СЛМ углавном користи у ваздухопловству, биомедицини и другим областима и погодан је за производњу племенитих и тешко обрадивих металних делова као што су легуре титанијума и легуре никла.

Принцип рада: Компјутер сече тродимензионални ЦАД модел дела у слојеве да би добио дводимензионалне раван податке о контури дела и конвертује податке о контури у путању кретања ЦНЦ радног стола. У исто време, метални прах се убацује у подручје ласерског фокуса при одређеној брзини довода праха и брзо се топи и учвршћује. Кроз слојевиту суперпозицију тачака, линија и површина, коначно се формира тродимензионални метални део скоро мреже.

ЛЕНС може да реализује производњу металних делова без калупа. Формирани делови имају густо ткиво, очигледне карактеристике брзог топљења, високе механичке особине и могу да реализују производњу нехомогених и градијентних делова материјала и обраду металних делова високе чврстоће као што су легуре титанијума.

Принцип рада: Прво се тродимензионални ЦАД модел дела сече и слојева, а добијени дискретни подаци се уносе у систем за формирање. Након предгревања у систему за формирање, електронски сноп ће растопити прах претходно положен на радном столу према ЦАД подацима дела. Након што се заврши један слој обраде, радни сто ће се смањити за један слој дебљине, а затим ће се поставити и растопити следећи слој праха. Истовремено, нови отопљени слој ће се стопити са претходним слојем. Овај процес се понавља, слој по слој, и директно се формирају тродимензионални делови.

ЕБДМ технологија има предности велике брзине обраде, високог коришћења енергије, малог загађења вакуумом, ниског заосталог напрезања компоненти и без рефлексије. Посебно је погодан за директно формирање активних, ватросталних и крхких металних материјала, и има широку перспективу у ваздухопловству, биомедицини, аутомобилским калупима и другим пољима.