Hogyan lehet fémnyomtatási technológiát alkalmazni a precíziós folyékony fúvókák előállításához?

一, A tipikus fúvókák készítésének problémái és az új lehetőségek, amelyekkel a fémnyomtatás megnyílik
1. A hagyományos kivitelezés problémái
A precíziós folyékony fúvókáknak olyan magszerkezete van, amely magában foglalja a - szintű áramlási csatornákat, fúvóka tömböket és multi - réteg funkcionális komponenseket. A következő szigorú szabványoknak teljesíteni kell:
Nagy pontosság: A fúvóka nyílásának 10-50 mikronnak kell lennie, és az áramlási csatorna felületi érdességének RA -nak kevesebbnek kell lennie, mint 0,8 μm.
A szerkezet bonyolult, mivel folyékony ellátási portokkal, hamis lyukakkal és régiókkal kell rendelkeznie, ahol injekciós portok képződhetnek. A hagyományos CNC -megmunkálásnak sok különböző folyamatra van szüksége, ami drága és alacsony hozam -sebességet biztosít.
Anyagtulajdonságok: A korrózióval szemben ellenálló anyagok jó hővezető képességgel rendelkeznek, vagy biokompatibilisek (például rozsdamentes acél, titánötvözetek vagy nikkel - alapú ötvözetek), mivel a hagyományos öntés vagy hegesztés könnyen problémákat okozhat.
Például a folyékony sugárhajtású fejek készítése A régi - divatos módon folyékony útvonalrétegek készítése fotolitográfiával készít, majd a sugárhajtóművek egymásra rakása az alkatrészek előállításához. De a fényállóság egyenetlen áramlása a folyadékellátó port határán a felületet nem eléggé sima lehet, ami viszont befolyásolja a fúvóka magasságának konzisztenciáját, és a sugárhajtású munkát kevésbé jól teszi.
2. A fém 3D nyomtatás fő előnyei
A fémnyomtatási technológia három - dimenziós objektumot épít közvetlenül azáltal, hogy megolvasztja vagy permetezi a fém anyagokat egymásra, ami túlmutat a meglévő módszerek fizikai határain.
A tervezés szabadsága: Bármilyen bonyolult áramlási csatornát, gradiens anyagot vagy integrált kialakítást készíthet, például a folyékony ellátási port, a hamis lyuk és a permetező port kombinálását.
Az LPBF technológia ± 0,05 mm dimenziós pontosságot érhet el. Ha párosul a - feldolgozási folyamatokkal, például a kémiai polírozással és a mikrotárolással, akkor az Ra felületi érdességét is elérheti, mint 0,4 μm.
Anyagok felhasználásának üteme: Ink zsákmány fém 3D nyomtatás felhasználása a - igénylési permetezésen, ami azt jelenti, hogy az anyag több mint 90% -át használja fel, ami jóval meghaladja az 50% -ot a tipikus porfedel -olvasztási felhasználást.
Gyors iteráció: A - - minta gyártási ciklusát csak néhány napra csökkentik, ami lehetővé teszi a kis tételek elkészítését és az egyes ügyfelek testreszabását.
2, A fémnyomtató technológia fontos felhasználása a fúvókák készítésében
1. Fúvóka egy mikrofluidikus chiphez
A mikrofluidikus chipeknek olyan áramlási csatornákkal, szelepekkel és reakciókamrákkal kell rendelkezniük, amelyek csak néhány mikrométer szélesek. A hagyományos lágy litográfiai módszerek megnehezítik a nagyon nagy pontosságú fém alkatrészek elkészítését. A fém LPBF technika rozsdamentes acél vagy titánötvözet szubsztrátokat nyomtathat, vegyi maratást használhat a mikrocsatornák készítéséhez, majd tintasugaras felhasználást használhatfém 3D -s nyomtatásfunkcionális bevonatok, például hidrofób rétegek hozzáadásához. Ez az anyagokat nagyon ellenállóvá teszi a korrózióval szemben, és biztonságos az élő dolgok számára. Például egy vállalat orvosi diagnosztikai fúvókát készített, amely az LPBF -et használja egy 316L rozsdamentes acél alap kinyomtatására. Ezután arany nanorészecskéket permetez az alapra, hogy vezető elektródot készítsen, ami háromszor érzékenyebbé teszi, mint a régebbi módszerek.
2. Tintasugaras nyomdák a vállalkozások számára
Több ezer mikrométer integrálása a - méretű fúvókákba a magas - precíziós tintasugaras nyomtatási fejekbe drága, és alacsony hozammal rendelkezik, ha olyan standard módszerekkel történik, mint a poliszilikon maratás és a kötés. A tintasugaras fém 3D nyomtatási technológia a következőket tudja megtenni:
Multi - Anyagintegráció: rozsdamentes acél (szerkezeti támogatáshoz) és piezoelektromos kerámiák (a vezetési alkatrészekhez) permetezése egyszerre egy gradiens funkcionális anyagfúvóka elkészítéséhez;
A fúvóka tömb javítása: A szerkezet optimalizálásával az aszimmetrikus áramlási csatornákat készítik a tintacseppek fröccsenésének alacsonyabbá és a nyomtatási felbontás 2400dpi -re történő növelésére.
Gyors testreszabás: A fejlesztési ciklus felgyorsítása érdekében a fúvóka rekeszjét és a csatorna szögét a tinta tulajdonságai alapján, például a viszkozitás és a felületi feszültség alapján változtassa meg.
3. fúvóka 3D nyomtatáshoz
Metal 3D printing nozzles have to be able to handle high temperatures (>2000 °C) and high pressures (>100 mPa). A hagyományos technikák, amelyek összeállítása, mint például a forrasztás vagy az elektronnyaláb hegesztése, könnyen termikus stressz -repedéseket okozhatnak. A DED technológia, mint például a koaxiális por táplálékos burkolata, a következőket teheti meg:
Integrált formázás: Helyezze a nikkel - alapú ötvözet fúvókákat közvetlenül a szubsztrátra a hegesztési problémák kiküszöbölése érdekében;
Funkcionális gradiens kialakítás: A fúvóka kimenete rézötvözetből készül, erős hővezető képességgel, és a belső áramlási csatorna nagy szilárdságú titánötvözetből áll. Ez kiegyensúlyozza a termálkezelést és a szerkezeti szilárdságot.
JAVÍTÁS ÉS RIAZDASÁGOZÁS: A kopott fúvókákat lokalizált lézer burkolat segítségével kezelik, ami több mint háromszor hosszabb ideig tart.
3, Problémák és megoldások a technológiában
1. A felületi érdesség szabályozása
A fém nyomtatott objektumok felületének érdessége általában 6,3 μm -nél nagyobb vagy egyenlő, amelyet javítani kell a - feldolgozás útján:
A kémiai polírozás, amely savmosást használ a felszínen lévő dudorok megszabadulásához, csökkentheti a RA -t kevesebb, mint 3,2 μm -re. A lézeres mikro burkolat viszont vastag oxidréteget generál a felületen, miközben kevésbé durva lesz.
Hibrid gyártás: Mind a 3D nyomtatás, mind a CNC precíziós megmunkálásának felhasználása a 0,8 μm -nél kevesebb kritikus felszíni RA -t kapni . 2. Hibák keresése belül
Problémák merülnek fel a porágy olvadási folyamatával, az ilyen pórusokkal és a repedésekkel, ezért azt meg kell vizsgálni anélkül, hogy megsemmisítenék annak működését.
Ipari CT letapogatás: Keressen minden belső lyukat, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a sűrűség legalább 99,5%;
Tesztelje a fáradtságot: Annak biztosítása érdekében, hogy a szolgáltatási élettartam megfelel -e a specifikációnak, végezzen 10 betöltési ciklust az ASTM E466 szabvány szerint.
2. Kompatibilitás egynél több anyaggal
A tintasugaras fém 3D -s nyomtatásnak kezelnie kell azt a tényt, hogy a különböző fémek eltérő olvadási pontokkal és problémákkal rendelkeznek az interfész kötésével:
Nanorészecske tinta: Készítsen egy tintát alacsony olvadáspont -ötvözettel, mint például a BI - alapú ötvözet, körülbelül 60 fokos olvadási ponttal, alacsony hőmérsékleten történő nyomtatáshoz.
A lézer -remegálás vagy az ultrahangos hegesztés erősebbé teheti a kapcsolatot a különböző anyagok között.