1. A 3D nyomtatási fémtechnológia áttekintése
A fémpor-szinterelés (SLM), amelyet néha 3D nyomtatási fémtechnológiának is neveznek, egy innovatív gyártási technika, amelynek során a fém alkatrészeket közvetlenül fémporból nyomtatják. Nagy pontosság, nagy hatékonyság és nagy kreatív szabadság bővelkedik, amikor ez a módszer rétegről rétegre rakja egymásra az anyagokat, hogy bonyolult formájú fémrészeket hozzon létre.
A fém 3D-nyomtatása során egy kaparó fémpor réteget helyez az alakító henger hordozójára, és egy lézersugár szelektíven megolvasztja a port az alkatrész minden rétegének keresztmetszeti profiljától függően, hogy feldolgozza az aktuális réteget. Az emelőrendszer csökkenti az egyik keresztmetszeti réteg magasságát, miután az egyik réteg szinterezés befejeződött, majd egy másik réteg fémport fektet le a következő réteg szinterezéséhez. Rétegről rétegre ezt a folyamatot addig folytatjuk, amíg az egész rész szintereződik. A teljes formázási folyamatot védőgázzal evakuált vagy feltöltött feldolgozókamrában hajtják végre, hogy megakadályozzák a fémek kölcsönhatását más gázokkal magas hőmérsékleten.
2. Az öntött fém és a 3D nyomtatott fém tartósságának összehasonlítása
mechanikai hatékonyság
A 3D nyomtatott fémtárgyak általában hasonló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a gyártott fémek. A 3D nyomtatási technológia pontos anyageloszlási és mikroszerkezeti vezérlése nagy szilárdságú, keménységű és kopásálló fémtárgyak előállítását segíti elő. Másrészt a megszilárdulási folyamat során az öntött fémek hajlamosak olyan hibákra, mint például a porozitás és a zárványok, amelyek befolyásolhatják mechanikai jellemzőiket.
Tervezési szabadságok
Az extrém tervezési rugalmasság és a 3D nyomtatási technológia bonyolult formákat hozhat létre a hagyományos öntési technikák használatával. A szerkezeti optimalizálás révén ez a tervezési szabadság elősegíti, hogy a 3D nyomtatott fém alkatrészek könnyűek legyenek, ugyanakkor garantálják a szilárdságot. A repülőgépiparban például a 3D nyomtatási technológia maximalizálhatja a repülőgép-alkatrészek felépítését, ezáltal csökkentve a tömeget és növelve a repülési hatékonyságot, miközben megfelel a szilárdsági szabványoknak.
Anyagfelhasználás mértéke
A fém 3D nyomtatási módszer nagyon jól használja az anyagokat. A forma korlátai és az anyag rugalmassága miatt rengeteg hulladék keletkezik az öntési folyamat során. A 3D nyomtatási technológia a darabok valós alakjának és méretének megfelelő precíz nyomtatással drámaian csökkenti az anyagpazarlást. Ez a gyártási költségek csökkentésével együtt növeli az erőforrás-felhasználás hatékonyságát.
Az utófeldolgozás technológiai fejlődése
Általában a nyomtatást követően a 3D nyomtatott fémtárgyak utófeldolgozást igényelnek, beleértve a mechanikai feldolgozást, bevonást és hőkezelést. Ezek az utófeldolgozási módszerek segítenek az alkatrész tartósságának és rugalmasságának még jobban növelésében. Míg a fémdarabok öntése meglehetősen egyszerű az utófeldolgozás során, gyakran kihívást jelent a 3D nyomtatott fémalkatrészek pontosságának és teljesítményének elérése.
3. A 3D nyomtatás fémtechnológiáinak előnyei és nehézségei előny
A szerkezeti optimalizálással a szükségtelen anyagok minimalizálása érdekében, ezáltal csökkentve az alkatrészek súlyát, a 3D nyomtatási technológia könnyű tervezést tesz lehetővé.
A 3D nyomtatási technológia nehezen elérhető, bonyolult formákat tud előállítani, amelyek bizonyos igényeket elégítenek ki, amelyek segítségével a hagyományos öntési technikák nem valósíthatók meg.
A 3D nyomtatott fém alkatrészek nagy pontossága és jó felületi minősége segíti a nagy pontosságú alkalmazások igényeinek kielégítését.
A 3D nyomtatási technológia által lehetővé tett gyors gyártás kis szériás gyártáshoz és személyre szabott igényekhez igazodik.
Probléma
A jelenleg meglehetősen drága, 3D nyomtatási fémtechnológiákat leginkább a berendezések és az anyagköltségek befolyásolják.
Anyagkorlátozások: Kevés anyagot használnak a 3D nyomtatási fémtechnológiában, és ezek egy része hajlamos a nyomtatási művelet során deformálódásra és repedésre.
Méretkorlátozás: A 3D nyomtatási fémtechnológia a hőterhelés miatt jelenleg nem alkalmas nagyméretű tárgyak gyártására.
4.3D nyomtatási fémtechnológia: alkalmazott esetek
Repülési terület
A 3D nyomtatást széles körben alkalmazzák a repülőgépiparban hajtóművek, repülőgép-szerkezeti alkatrészek és egyebek előállítására. Ezeknek az alkatrészeknek nemcsak nagy szilárdságra és tartósságra van szükségük, hanem könnyű tulajdonságokra is. A szerkezeti tervezés és az anyagelosztás révén a 3D nyomtatási technológia hatékonyan teljesítette ezeket a kritériumokat.
Az autógyártás területe
Az autógyártás területén 3D nyomtatási technológiával állítanak elő összetett alakú alkatrészeket, beleértve a motor hengerfejeit és a szívócsonkokat. Ezeknek az alkatrészeknek nemcsak a nagy teljesítmény és a pontosság, hanem a gyors gyártási képesség is szükséges. A pontos anyag-mikroszerkezet-szabályozás révén a 3D nyomtatási technológia hatékonyan elégíti ki ezeket az igényeket.
Orvosi szakma
A 3D nyomtatási technológiát az orvosi szektorban alkalmazzák implantátumok és sebészeti útmutatók előállítására. Ezek az eszközök nagy biokompatibilitást és nagy pontosságot igényelnek. A pontos anyagforma és méretszabályozás révén a 3D nyomtatási technológia hatékonyan megfelel ezeknek a kritériumoknak.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-aluminium-led-radiator.html