1. Materiaalivalinta metalliseen 3D-tulostukseen
Materiaalivalinnat määräävät aluksi 3D-tulostetun metallin käyttöiän. Metalliset 3D-tulostusmateriaalit vaihtelevat ruostumattomasta teräksestä, titaaniseoksesta, alumiiniseoksesta, kobolttikromiseoksesta jne. Näissä materiaaleissa on runsaasti lujuutta, kovuutta, korroosionkestävyyttä, loistavaa lämpötilankestoa ja muita ominaisuuksia.
Yleisesti käytetty 3D-painettu metallimateriaali, jolla on vahvat mekaaniset ominaisuudet ja korroosionkestävyys, ruostumaton teräs soveltuu lääketieteellisten laitteiden, autojen osien jne. valmistukseen. Suuren lujuutensa, alhaisen tiheytensä ja poikkeuksellisen biologisen yhteensopivuuden ansiosta titaaniseokset sopivat erinomaisesti ilmailu- ja lääketieteessä. , ja muilla toimialoilla. Alumiinilejeeringin hyvä lämmönjohtavuus ja keveysominaisuudet sopivat autonosien, lentokoneiden jne. valmistukseen. Suuren kulutuskestävyytensä ja korroosionkestävyytensä ansiosta kobolttikromiseokset löytävät asemansa hammasimplanteissa ja lääketieteellisissä laitteissa.
3D-tulostettujen metallien käyttöiän säilyttäminen riippuu sopivien metallimateriaalien valinnasta. Materiaalien valinta edellyttää perusteellista harkintaa, kuten käyttöympäristö, jännitysolosuhteet, korroosionkestävyys ja osien korkeiden lämpötilojen kestävyys, jotta voidaan taata, että valmistetut painetut osat voivat täyttää suunnitteluvaatimukset ja käyttöiän.
2.3D-tulostus metallin tulostustekniikka
3D-painetun metallin kestävyys riippuu yhtä paljon tulostustavasta. Metallin 3D-tulostuksen tulostustekniikat koostuvat nykyään pääasiassa lasersulatuspinnoituksesta (LMD), selektiivisestä lasersulatuksesta (SLM), elektronisuihkusulatuksesta (EBM) jne.
Lasersulatuspinnoitustekniikka muodostaa esineitä kerroksittain lasersäteellä sulatetusta metallijauheesta tai lankamateriaalista. Tällä tekniikalla voidaan valmistaa suurikokoisia, monimutkaisia muotoiltuja kappaleita, joilla on suuri tulostusnopeus ja materiaalitaloudellisuus. Mutta kappaleiden sisälle saattaa muodostua jäännösjännityksiä tai halkeamia lasersulatuspinnoitusprosessin aikana tapahtuvasta lämpörasitusta riippuen, mikä vaikuttaa niiden kestävyyteen.
Käyttämällä korkean energian lasersäteitä, selektiivinen lasersulatustekniikka sulattaa metallijauheen tarkasti ja muodostaa tiheitä metallurgisia rakenteita. Hyvä pinnanlaatu ja mittatarkkuus mahdollistavat lujien ja erittäin tarkkojen metallituotteiden painamisen tällä tekniikalla. SLM-teknologian kerros kerrokselta sulatustekniikka ei aiheuta lähes mitään vikoja kappaleiden sisällä, mikä lisää niiden pitkäikäisyyttä.
Elektronisuihkua lämmönlähteenä käyttävä elektronisuihkusulatustekniikka sulattaa metallijauhetta tai lankaa. Tämä menetelmä voi tuottaa korkean sulaaltaan lämpötilan, joka on edullinen poistamaan vikoja ja jäännösjännityksiä osien sisällä elektronisuihkun suuren energiatiheyden ansiosta ja mahdollistaa nopean sulamisen ja erittäin tarkan tulostuksen.
3. 3D-painettujen metallituotteiden jälkikäsittely
Lisäksi kestävyyteen vaikuttaa suuresti 3D-painetussa metallissa käytetty jälkikäsittely. Vaiheet, mukaan lukien mekaaninen käsittely, pintakäsittely ja lämpökäsittely, sisältävät jälkikäsittelyprosessin.
Yksi tärkeimmistä tavoista vähentää jäännösjännitystä osien sisällä ja parantaa materiaalien laatua on lämpökäsittely. Lämpökäsittelyn avulla komponenttien sisällä oleva mikrorakenne voi olla homogeenisempi, mikä lisää niiden lujuutta ja sitkeyttä.
Pintakäsittely parantaa osien pinnan laatua ja korroosionkestävyyttä. Yleisiä pintakäsittelyjä ovat hiekkapuhallus, kiillotus, galvanointi jne. Hiekkapuhallus voi puhdistaa esineiden pinnat oksidihilseestä ja roskista, lisätä pinnan karheutta ja tahmeutta; Kiillotus auttaa tasoittamaan komponenttien pintoja, parantamaan niiden ulkonäköä, lisäämään niiden korroosionkestävyyttä; Muodostamalla metallipäällysteen osan pintaan galvanoimalla lisätään sen kulumis- ja korroosionkestävyyttä.
Käyttämällä esineiden tarkkuustyöstöä mekaaninen käsittely voi parantaa niiden mittatarkkuutta ja pinnan laatua. Painoprosessin aikana syntyneet purseet ja epätasaisuudet voidaan poistaa mekaanisella käsittelyllä, jolloin kappaleet tuodaan lähemmäksi suunnittelukriteerejä.
4. Käytännössä 3D-tulostettua metallia
Hyödyllisissä sovelluksissa 3D-metallitulostus on tuottanut huomattavaa menestystä. Lentokoneteollisuudessa rakennekomponentit ja moottorin osat muiden tärkeiden komponenttien ohella valmistetaan 3D-painetulla metallilla. Näillä osilla on oltava suuri lujuus, suuri sitkeys ja hyvä korroosionkestävyys, sen lisäksi, että ne kestävät ankarat olosuhteet, kuten korkea lämpötila ja korkea paine. 3D-tulostettu metalli voi lyhentää tuotantosyklejä ja alentaa kustannuksia jyrkästi täyttäen kuitenkin nämä kriteerit.
3D-tulostettua metallia valmistetaan lääketieteen alalla muun muassa hammas- ja ortopedisten implanttien valmistamiseen. Näiden implanttien hyvä bioyhteensopivuus ja kulutuskestävyys auttavat takaamaan potilaan mukavuuden ja turvallisuuden. Metallin 3D-tulostus voi lisätä implanttien kestävyyttä ja käyttöikää sekä luoda tarkasti kuluttajien henkilökohtaisia tarpeita vastaavia implantteja.
Tärkeimmät osat, kuten moottori- ja alustakomponentit, valmistetaan autoteollisuudessa käyttämällä 3D-tulostettua metallia. Näiden osien on oltava vahvoja, erittäin kestäviä ja hieman kevyitä. 3D-tulostettu metalli voi täyttää nämä tarpeet ja parantaa huomattavasti auton polttoainetaloutta ja suorituskykyä.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-centrifugal-pump-impeller.html