Mitkä ovat yleisimmät metallien 3D-tulostusprosessit muottien valmistuksessa?

一, Jauhepetisulatustekniikka: tämä tarkoittaa suurta tarkkuutta ja monimutkaista rakennetta.
Jauhepetisulatustekniikka käyttää korkean{0}}energisiä säteitä metallijauhekerrosten selektiiviseen sulattamiseen. Se on nykyään yleisin muotinvalmistuksessa käytetty menetelmä. Joitakin esimerkkejä näistä teknologioista ovat selektiivinen lasersulatus (SLM) ja elektronisuihkusulatus (EBM).
1. SLM-tekniikka: peli-muottien jäähdytysjärjestelmien vaihtaja
SLM käyttää suuritehoisia{0}}lasersäteitä metallijauheen sulattamiseen kerros kerrallaan. Tällä voidaan valmistaa metalliosia, joiden tiheys on yli 99,9 %. Konformisten jäähdytyskanavien suunnittelussa sen perusarvo näkyy muotinvalmistuksessa. Porausmenetelmät rajoittavat perinteiset muotin jäähdytyskanavat lineaarisiin tai yksinkertaisiin siksak-kuvioihin, mikä tekee niistä vähemmän tehokkaita jäähdytyksessä. SLM-teknologialla voidaan tehdä vesikanavia, jotka eivät ole suoria, kuten spiraaleja ja dendriittejä. Tämä tekee jäähdytyksestä yli 40 % tehokkaampaa. Esimerkiksi kun Huawei-puhelimet siirtyivät topologiaan-optimoituun kanavasuunnitteluun runkomuotille, yksittäisen kappaleen tekemiseen kului aikaa 120 sekunnista 75 sekuntiin ja tuottoprosentti nousi 89 prosentista 98 ​​prosenttiin.
2. EBM-tekniikka: paras tapa valmistaa muotteja korkeiden-lämpötilojen seoksille
EBM-teknologia käyttää elektronisuihkua metallijauheen sulattamiseen tyhjiössä. Sen erityiset edut ovat:
Materiaalin sopeutuvuus: Se toimii hyvin aktiivisten metallien, kuten titaaniseosten ja nikkeli{0}}pohjaisten korkean lämpötilan-seosten kanssa. Näitä metalleja käytetään yleisesti korkealaatuisissa-muoteissa, kuten ilmailu- ja automoottoreissa.
Jäännösjännityksen hallinta: Elektronisäteen skannausnopeus on melko korkea, mikä voi vähentää huomattavasti lämpöjännitystä ja muotin muodonmuutosten mahdollisuutta.
Kuinka hyvin asiat tehdään: Elektronisäteen energiatiheys on 3–5 kertaa laserin energiatiheys ja tulostusnopeus 30–50 % nopeampi kuin SLM:n.
Platinumin titaaniseoksesta valmistetut muotit lentokoneiden moottoreihin on valmistettu EBM-teknologialla, joka lisää monimutkaisia ​​aerodynaamisia kanavia. Näin muotit kestävät pidempään (8000 - 25000 sykliä) ja 42 % kevyempiä.
2, Suunnattu energiapinnoitustekniikka: loistava tapa korjata suuria muotteja ja tehdä asioita täydentävästi
Suunnattu energiapinnoitustekniikka on hyvä isojen muottien valmistukseen ja kiinnittämiseen, koska sillä voidaan liikuttaa metallijauhetta tai lankaa ja sulattaa saostusta samanaikaisesti. Laser near net shape (LENS) ja kaarilisäainevalmistus (WAAM) ovat sen kaksi päämenetelmää.
1. LENS-tekniikka: uusi tapa tehdä gradienttimateriaalimuotteja
LENS-teknologia mahdollistaa eri materiaalien sujuvan vaihtumisen yhdestä toiseen sulattamalla metallihiukkasia ja liikuttamalla niitä samanaikaisesti tiivistetyn lasersäteen läpi. Tätä tekniikkaa käytetään muottien-valmistusprosessissa toiminnallisesti luokiteltujen rakenteiden muottivalumuottien-valmistukseen:
Pintakerros: erittäin vahva ja erittäin kulutusta kestävä Muotin tekemiseksi kulutusta kestävämmäksi käytetään kobolttikromiseosta.
Ydinkerros: Vahvan ja{0}}tiheyden alhaisen alumiiniseoksen käyttö tekee muotista kevyemmän ja poistaa paremmin lämmön.
Tavallisiin homogeenisiin materiaaleihin verrattuna tämä gradienttirakenne pidentää muotin käyttöikää 2–3 kertaa pidempään ja kuluttaa 15–20 % vähemmän energiaa.
2. WAAM-tekniikka: kustannus{1}}tehokas tapa tehdä suuria muotteja
WAAM:lla on seuraavat ominaisuudet: se käyttää sähkökaarta lämmönlähteenä metallilangan sulattamiseen.
Alhaiset materiaalikustannukset: Metallilanka maksaa vain -kolmannes--puolet jauhemateriaalista.
Korkea sedimentaatiotehokkuus: 3–5 kg metallia voi kerrostua tunnissa, mikä riittää massiivisten, metrin levyisten muottien valmistamiseen.
Vahva korjauskyky: voi korjata halkeamia ja kulumia levittämällä materiaaleja suoraan olemassa oleville muoteille.
Eräs autoyhtiö käytti WAAM-tekniikkaa muotin kiinnittämiseen 2 tonnin moottorisylinterille. Tämä alensi korjauksen kustannuksia 68 % verrattuna uuden muotin hankkimiseen ja lyhensi sen korjaamiseen kuluvaa aikaa 45 päivästä 7 päivään.
3. Liimaruiskutustekniikka: tapa tehdä pienimuotoisista-muoteista tehokkaampia
Liiman ruiskutustekniikka ruiskuttaa liimaa vain sinne, missä sitä tarvitaan metallijauhehiukkasten kiinnittämiseen. Rasvanpoiston ja sintrauksen jälkeen siitä muodostuu tiheitä metallikappaleita. Tämä tekniikka ylittää jauhepetisulatustekniikan kokorajat ja tekee siitä parhaan ratkaisun pienten muottien valmistukseen.
1. Edut tekniikan kannalta
Nopea tuotanto: Jokaista kerrosta ei tarvitse sulattaa erikseen, ja tulostustahti on 5–10 kertaa nopeampi kuin SLM.
Suuri materiaalin käyttö: Sitoutumaton jauhe voidaan kierrättää 100 % ajasta, mikä vähentää materiaalikustannuksia 30–40 %.
Paljon geometrista vapautta: voi tehdä muotteja, joissa on monimutkaiset sisäontelogeometriat, mukaan lukien muoviset ruiskumuotit, joissa on vakiojäähdytys.
2. Käyttöesimerkkejä
Tietty lääkinnällisiä laitteita valmistava yritys käyttää liima-ruiskutustekniikkaa valmistaakseen mukautettuja muotteja ortopedisille implanteille. Yhden muotin valmistuskustannukset ovat pudonneet 12 000 juanista 4 800 juaniin, ja muotin tekemiseen kuluva aika on pudonnut kuudesta kuukaudesta 50 päivään. Tätä tekniikkaa käytetään yleisesti myös sellaisilla alueilla kuin korujen muoteissa ja tarkkuuselektroniikkamuoteissa. Se auttaa muottien valmistusta siirtymään kohti enemmän joustavuutta ja räätälöintiä.
4, Muotinvalmistuksen tulevaisuus on usean-prosessin integrointi.
Teknologian kehittyessä yksi prosessi ei enää riitä täyttämään muotinvalmistuksen erilaisia ​​vaatimuksia; näin ollen useiden prosessien yhdistäminen on noussut uudeksi liikeradalle teollisuudessa.
SLM+CNC-komposiittikäsittely: Käytä ensin SLM:ää muotin aihion tulostamiseen. Käytä sitten CNC:tä tarkkuuskoneistukseen, joka tasapainottaa muovauksen nopeuden pinnan tarkkuuden kanssa.
LENSin ja lämpökäsittelyn yhdistäminen: LENS-pinnoitusprosessin aikana lasersammutus tehdään samanaikaisesti muotin pinnan kovuuden nostamiseksi yli 55 HRC:hen.
Liiman ruiskutus ja HIP-tiivistys: Kuumaisostaattinen puristus (HIP) poistaa sisähuokoset liimalla päällystetyistä osista. Tämä tekee muotitiheydestä yli 99,5 %.