A 3D nyomtatási technológia megjelenése óta a 3D nyomtatási technológiát fokozatosan alkalmazzák a tényleges termékek gyártásában. Közülük különösen gyors a fémanyagok 3D nyomtatási technológiájának fejlődése. A honvédelem terén Európa fejlett országai és az Egyesült Államok nagy jelentőséget tulajdonítanak a fém 3D nyomtatási technológia fejlesztésének, és hatalmas összegeket fektetnek a kutatásba. A fém alkatrészek 3D nyomtatása mindig is a kutatás és az alkalmazás középpontjában állt. Nemcsak öntőformákat és kerékpárokat nyomtathat vele, hanem példátlan új fegyvereket is, sőt nagy felszereléseket, például autókat és repülőket is képes nyomtatni. Az intelligens gyártási technológia új típusaként a fém 3D-nyomtatás nagyon széles körű alkalmazási lehetőséget mutatott, és erőteljes fejlődési lendületet mutatott több területen, mint például a berendezések tervezése és gyártása, a berendezések támogatása és az űrkutatás.
1 A fém 3D nyomtatási technológia áttekintése
1.1 Alapvető áttekintés
A fém 3D nyomtatási technológia alapötlete először az Egyesült Államokban keletkezett a 19. század végén, de csak a -1980s évek közepén öltött testet. 1986-ban az amerikai Charles Hull feltalálta az első 3D nyomtatót. hazám 1991-ben kezdte el tanulmányozni a 3D nyomtatási technológiát. 2000 körül ezek a folyamatok fokozatosan fejlődni kezdtek a laboratóriumi kutatástól a tervezésig és a termékgyártásig. Akkoriban gyors prototípusozásnak (RP) hívták, vagyis a minták kifejlesztése előtti maketteknek. Ma már gyors prototípus-készítési technológiának, additív gyártásnak is nevezik. A nyilvános elfogadás megkönnyítése érdekében azonban ezt az új technológiát összefoglalóan 3D nyomtatásnak nevezik. A 3D nyomtatás egyfajta gyors prototípus-készítési technológia. Ez egy digitális modelltervezésen alapuló technológia, amely ragasztható anyagokat, például porított fémet vagy gyantát használ, és háromdimenziós objektumokat épít fel rétegenkénti "additív" nyomtatással. A fém 3D nyomtatást "a múlt század gondolatának és technológiájának, az évszázad piacának" nevezték. Sőt, hazám a közelmúltban áttörést ért el az űrrepülés fém 3D-nyomtatásában. A kínai repülőgépipar új áttörést ért el, és a 3D nyomtatott fém alkatrészek tömege 3 kg-ról 600 g-ra csökkent, ami 80 százalékos súlycsökkenést jelent.
1.2 A fém 3D nyomtatás jellemzői
1) Nagy pontosság. Jelenleg a fém 3D nyomtatóberendezések pontossága alapvetően 0,05 mm alatt szabályozható.
2) A ciklus rövid. A fém 3D nyomtatáshoz nincs szükség öntőformák gyártási folyamatára, ami nagymértékben lerövidíti a modell gyártási idejét. Általában egy modell néhány óra vagy akár több tíz perc alatt kinyomtatható.
3) Személyre szabható. A fém 3D-nyomtatásnak nincs határa a nyomtatott modellek számára, függetlenül attól, hogy egy vagy több is előállítható azonos költséggel.
4) Anyagok sokfélesége. Egy fém 3D nyomtatórendszer gyakran képes különféle anyagok nyomtatását megvalósítani, és ennek az anyagnak a sokfélesége megfelel a különböző területek igényeinek.
5) A költség viszonylag alacsony. Bár a fém 3D nyomtatórendszerek és a 3D nyomtatáshoz használt fémanyagok ma viszonylag drágák, ha személyre szabott termékek előállítására használják őket, az előállítási költség viszonylag alacsony.
Szelektív lézerolvadás (SLM)
Az SLM a fém 3D nyomtatás területének fontos része. Fejlesztési története olyan szakaszokon ment keresztül, mint az alacsony olvadáspontú nemfémes por szinterezése, az alacsony olvadáspontú bevonatú, magas olvadáspontú por szinterezése és a magas olvadáspontú por közvetlen megolvasztása. Az austini Texasi Egyetem először 1986-ban nyújtott be szabadalmi kérelmet, és 1988-ban sikeresen kifejlesztette az első SLM-berendezést. Egy finoman fókuszált folt segítségével gyorsan megolvad egy előre beállított, 30-51 μm-es poranyaggá, és szinte közvetlenül képes bármilyen formát kapni. Valamint funkcionális alkatrészek teljes kohászati ragasztással. A sűrűség elérheti a közel 100 százalékot, a méretpontosság elérheti a 20-50 μm-t, a felületi érdesség pedig elérheti a 20-30 μm-t. Ez egy gyors prototípus-készítési technológia, nagy fejlődési kilátásokkal.
Az SLM fröccsöntő anyagok többnyire egykomponensű fémporok, köztük ausztenites rozsdamentes acél, nikkel alapú ötvözetek, titán alapú ötvözetek, kobalt-króm ötvözetek és nemesfémek. A lézersugár gyorsan megolvasztja a fémport, és folyamatos olvasztócsatornát kap, amely közvetlenül képes szinte bármilyen alakú, közel sűrű fémrészeket nyerni, teljes kohászati kötéssel és nagy pontossággal. Ez egy 3D nyomtatási technológia fém alkatrészekhez, nagy fejlődési kilátásokkal. Alkalmazási körét kiterjesztették a repülőgépiparra, a mikroelektronikára, az orvosi kezelésre, az ékszeriparra és más iparágakra.
Az SLM folyamatban több mint 50 befolyásoló tényező van, és hat kategória van, amelyek fontos hatással vannak az öntési hatásra: anyagtulajdonságok, lézer- és optikai útrendszerek, szkennelési jellemzők, formázási atmoszféra, formázási geometriai jellemzők és berendezéstényezők . A hazai és külföldi kutatók jelenleg elsősorban a fent említett befolyásoló tényezőkkel kapcsolatos folyamatkutatást és alkalmazáskutatást végeznek, melynek célja a fröccsöntési folyamat hibáinak megoldása és a fröccsöntött alkatrészek minőségének javítása. A folyamatkutatás szempontjából az SLM alakítási folyamatban a fontos folyamatparaméterek közé tartozik a lézerteljesítmény, a pásztázási sebesség, a porréteg vastagsága, a szkennelési távolság, a szkennelési stratégia stb. A különböző folyamatparaméterek kombinálásával az alakítási minőség optimalizálható.
A JR több mint 10 éve foglalkozik 3D nyomtatással, kérjük, forduljon hozzánk bizalommal, ha többet szeretne megtudni fém 3D nyomtatásunkról.