1, Tekninen periaate: Kompleksisten rakenteiden vapaa -tilan muodostuminen kerrosten keräämisen avulla.
Metallin 3D -tulostuksen ydin on jakaa 3D -digitaalinen malli satoihin tuhansiin 2D -ristiin - poikkileikkauskerroksiin ja toteuttaa selektiivinen jähmettyminen tai sulaminen ja jähmettyminen käyttämällä korkeaa - energiapalkkia (laser- tai elektronisäde lisäys- tai sintring metalli -jauhemääräyksen yksittäinen rajat tai metalli -johdin, joka tuottaa fyysisiä rajoja. Tavanomainen subtraktiivinen valmistus (kääntö, jyrsintä ja hionta) ja yhtä suuret materiaalien valmistus (valettu, taottu ja hitsattu) kolme keskeistä teknistä edistä:
MOLD FREE VALMISTUS: Voit valmistaa pieniä osia osia suoraan ja testata osien massatuotantoa, eikä muottia tarvita. Perinteisen teollisuuden muotinvalmistusjakso voidaan lyhentää muutamasta kuukaudesta muutamaan päivään. Kustannuksia väheni yli 80%! Esimerkiksi tietty ilmailumoottoriyritys käyttää SLM -tekniikkaa tuottamaan titaaniseoksen terän, mikä vähentää homeen kustannuksia 1,2 miljoonasta yuanista nollaan ja lyhentää tutkimus- ja kehityssykliä 65%.
Yksi vaihe muovaus monimutkaisessa rakenteessa: voi valmistaa monimutkaisia rakenteita, kuten hilaa, konformaalisia jäähdytyskanavia, topologian optimoinnin vähentämisrakenteita, perinteinen menetelmä ei voisi tehdä. Esimerkiksi SLM: n käyttö mahdollisti GE -ilmailun muottiin nro 20, jotka yhdistetään siellä yhdellä LEAP -moottorin polttoainesuuttimessa, mikä tarkoittaa 25%: n ja 15%: n paremman polttoainetalouden painon alennusta.
Materiaalien gradientin jakautumisen hallinta: Luokittelumuutokset voidaan tehdä kovuudella, lämmönjohtavuudella, korroosiokestävyydellä ja muilla ominaisuuksilla eri alueilla monimuotoisen komposiittitulostuksen tekniikan avulla. Esimerkiksi Nuke Power -venttiilin valmistaja omaksuu FGM (funktionaalinen gradienttimateriaali) Tulostustekniikka Venttiilin tiivistyspinnan -}} vastus 3 kertaa ilman kehon pääpainoa kasvavaa painoa ilman
2, tarkkuuden hallinta: Subversion mikronista nanometriin
Korkean - tarkkuusmekaanisten osien vaikeus on hallita tarkalleen mitat tarkkuutta, pinnan karheutta ja muototoleranssia ja sijaintitoleranssia. Saavuttaa harppaus tarkkuudellametalli 3D -tulostuson mahdollista seuraavien teknologisten ohjeiden avulla:
Laitteiden tarkkuuden parantaminen:
Pisteen halkaisija hallitseva: Modern SLM -laitteessa on dynaaminen tarkennuslaserjärjestelmä, ja spot -halkaisijaa voidaan hallita tarkasti alueella 50 - 100 m, joka on 40% parempi kuin vanhat laitteet. Esimerkiksi 12 laserkipulla skannaustekniikka, joka on todistettu Platinum BLT-S800 -laitoksissa, ja lentokoneiden moottorin terien valmistuksen tarkkuudella karheuden R_: n tasolla tai yhtä suuri kuin 3,2 μm.
Liikejärjestelmän sijaintitarkkuus: Lineaarinen motorinen ja ritiläviivain suljettu - -silmukan ohjausjärjestelmää käytetään kahden mikronin sisällä olevien sijaintivirheen hallintaan. Muodon ja aseman luotettavuus ja toistettavuus on ± 0,01 mm Renishaw AM400 -prosessissa, mikä johtaa implantteihin lääketieteellisille laitteille, jotka ovat 100% vakaita ja luotettavia lääketieteellisen standardin ISO 13485 mukaan.
Prosessiparametrien optimointi:
Uutta skannauskuviota: Checerboard- ja spiraalikuvioita käytetään eikä jatkuvia kuvioita pyrkimyksissä lieventää lämpöjännitykseen liittyviä muodonmuutoksia. Erityinen autoosien valmistaja on ilmoittanut, että alumiiniseoskiinnikkeiden loimakalvon muodonmuutostaso on parannettu 0,5 mm: stä 0,1 mm: iin soveltamalla niiden kehitettyä skannausstrategiaa.
Kerroksen paksuus: Mahdollisuus tulostaa ultrafiinikerroksen paksuudella (20-30 mikronia) voi tuottaa pieniä osia; moitteeton pintapinta. Kun tulostavat titaaniseoksen ortopediset implantit, EOS M 400-4 -laitteet ovat ottaneet käyttöön kerroksen paksuuden 25 μm, joiden pinnan karheus RA pienenee 6 μm-1,8 μm, jotka ovat lähellä kiillotustasoa.
Prosessointitekniikan integraatio:
Kuuma isostaattinen puristus (lonkka): Se poistaa osien sisäiset huokoset korkeassa lämpötilassa 1200 astetta ja korkea paine 150MPA, niin että osien tiheys kasvaa 99,2%: sta 99,95%: iin; Ilmailun rakenteellisen osan väsymisikä pidentyi kolme kertaa lonkkateknologian levittämisen jälkeen tietyssä ilmailukomponenttilaitoksessa.
Sähkökemiallinen kiillotus (ECP) - Pintaasperiteettien elektrolyyttisen mikrohatson poistaminen nanosmoothin pinnan tuottamiseksi. Käytännön mukaan ECP -tekniikka vähenee ruostumattoman teräksen ontelon pintakannan RA 0,4 μm: sta 0,05 μm: iin tietyn puolijohdelaiteyrityksen, joka voi täyttää tyhjiötiivistevaatimukset.
3, Kehitys yksi metallista komposiittimateriaaleihin 3.1 Materiaalin sopeutumiskyky
Korkeat tarkkuusmekaaniset osat vaativat monipuolisia materiaalien ominaisuuksia, ja metalli 3D -tulostus on toteuttanut kattavuuden tavallisista metalleista, korkean lämpötilan seoksista, kevyistä metalliseoksista, biolääketieteellisiin metalleihin, kuten vaaditaan).
Titaaniseokset: Ti6Al4V -kunnioitus on korkea vahvuus 890 MPa alhaisella tiheydellä 4,43 g/cm ³ ja osoittavat suurta biologista yhteensopivuutta, siten siitä tulee ilmailu- ja myös lääketieteen perusmateriaali. Ortopedinen implanttivalmistaja sovelsi EBSM -tekniikkaa lonkan nivelproteesien valmistukseen, sitoutumislujuutta luukudoksella parani 40 % ja Post - toiminnan kuntoutusjakso lyhennettiin 30 %.
9 Nikkelipohjainen korkean lämpötilan seos Inconel 718: lla on suuri lujuus (vetolujuus on 1034MPA) 650 asteessa. Sitä on käytetty laajasti kaasuturbiinin terään. Energiayhtiö menee niin pitkälle, että 3D -tulostuskaasuturbiinin terät, ja SLM lisää vain 0,8 mm: n jäähdytyskanavan halkaisijan, mikä tarjoaa parannettua jäähdytystä noin 30% valettujen vastineiden yli.
Alumiiniseos: ALSI10MG on käytetty laajasti autoteollisuuden kevyessä pienessä tiheydessä (2,7 g/cm ³) ja ylivoimaisten valuominaisuuksien vuoksi. Energy -ajoneuvoyhtiö käyttää Scalmalloy ® -sovellusta UUSI Painettu kilpa -lokasuoja/Scalmalloy ® on vahvuus, joka on 50% korkeampi kuin perinteinen alumiiniseos, ja koko muodostuu monimutkainen aerodynaaminen pinta.
Monimateriaalikomposiitti: Metallikeraamiset polymeerikomposiitit materialiini voidaan tulostaa gradientilla käyttämällä nanohiukkasten suihkutustekniikkaa (NPJ). Yksi aurinkosähköyritys käytti NPJ -tekniikkaa korvaamaan hopeapasta vaihtoehtoisena materiaalina, mikä vähensi heterojunktiosoluissa käytetyn hopean määrän 130 mg/arkki 50 mg/arkki ja alensi wattia kohden 0,12 yuania.
4, teollisuussovellus: laboratoriosta teollisuuskäyttöön
Prototyyppien valmistuksesta massatuotantoon metalli 3D -tulostustekniikka on saavuttanut kaupallisen menestyksen monissa korkeissa - -kenttiä koskevissa kentissä
Ilmailu: 3D -painetut titaaniseoskiinnikkeet levitetään Airbus A350 XWB -lentokoneissa, ja siipien ja siipien rungon välinen yhteyslujuus on lisääntynyt 25%; COMAC C919 Finaling Wing Edge Strip -liuska toteuttaa yhden kappaleen integroidun muovauksen SLM -tekniikan kautta, ja materiaalin käyttöastetta on nostettu 15%: sta 92%: iin.
Autoteollisuuden valmistus: BMW -ryhmä käyttää WAAM -tekniikkaa 3D -tulostettujen sähköajoneuvojen moottorin koteloon, painon aleneminen on 40%, lämmön hajoaminen on 15% tehokkaampaa; Tesla -malli Y takapaneeli ottaa käyttöön 6000T integroidun suulakkeen - Casting + 3 d Tulostuslaitetekniikka, 70 in 1, tuotantojaksoa on pidennetty 90 sekuntiin per kappale.
Lääketieteelliset laitteet: 3D -painettu huokoinen lääketieteellinen titaaniseoksen selkärankainen fuusiolaite, jonka huokoisuus on 80% Johnson & Johnson DePuy -synteistä, voi nopeuttaa luusolujen kasvuvauhtia kolme kertaa; Siemens Healthineersin 3D -painettu kobolttikromiseoksen sydämen stentin seinä, jonka paksuus on vain 0,15 mm, on 40% korkeampi kuin perinteinen laserleikkaustekniikka.