Napjainkban a tudomány és a technológia rohamos fejlődésével a fém 3D nyomtatási technológia a rövid távú gyártás, az igény szerinti gyártás és a gyors prototípuskészítés előnyeivel sok lehetetlen dolgot tesz lehetővé.
Jelenleg öt főbb fém 3D-nyomtatási technológia létezik a piacon: lézeres szelektív szinterezés (SLS), nanorészecskés fémsugárformázás (NPJ), lézeres szelektív olvasztás (SLM), lézeres közeli háló alakítás (LENS) és elektronsugaras szelektív olvasztás ( EBSM) technológia. Az alábbiakban bemutatom a bázist
c ezen öt fém 3D nyomtatási technológia működési elvei.
01 SLS lézeres szelektív szinterezés
Működési elv: a poranyag réteget előzetesen a munkapadra fektetik, és a lézer az interfész kontúrinformációi szerint számítógépes vezérléssel szintereli a por szilárd részét, majd folyamatosan kering, és rétegről rétegre halmozza a formát.
Az SLS-módszer infravörös lézert használ energiaként, a modellező anyagok többnyire por alakúak. A feldolgozás során a port először olvadáspontjánál valamivel alacsonyabb hőmérsékletre előmelegítik, majd egy lapítópálca hatására a port ellapítják; a lézersugarat a réteges keresztmetszeti információk alapján szelektíven szinterelik számítógépes vezérléssel, majd egy réteg elkészülte után szinterelik a következő réteget, és ezt a ciklust rétegről rétegre ismételgetik, amíg a háromdimenziós rész kialakul. Végül a szinterezetlen port visszaforgatják a porhengerbe, és kiveszik az öntött részt.
Mivel ez az öntési módszer az egyszerű gyártási folyamat, a nagy rugalmasság, az anyagválasztás széles skálája, az olcsó anyagár, az alacsony költség, a magas anyagfelhasználási arány és a gyors öntési sebesség jellemzőivel rendelkezik, elsősorban az öntőiparban használják, és felhasználható hogy közvetlenül gyors formákat készítsenek.
02 NPJ nanorészecskés fémsugaras öntés
Működési elv: Először a fém folyadék formájában kerül a 3D nyomtatóba, a fém nanorészecskéket tartalmazó folyadék pedig a nyomtatás során fröccsöntésre kerül. Ezután a felesleges folyadékot melegítéssel elpárologtatják, hogy elhagyják a fémrészt, végül a formázást alacsony hőmérsékletű szinterezéssel fejezik be.
Ez az öntési módszer egy közönséges tintasugaras nyomtatófejet használhat eszközként, és a tartószerkezet speciális technológiával külső erő nélkül megolvasztható és eltávolítható. Mivel olvasztással távolítják el, elméletileg végtelenül hozzáadható, így a tervezők nagyobb szabadságot kapnak. A fémanyagok mellett a kerámiatechnológiában elért áttörése kiterjesztette alkalmazását a fogászatra, az orvostudományra és meghatározott ipari területekre.
03 SLM lézeres szelektív olvasztás
Működési elv: A háromdimenziós modell felvágása után nagyenergiájú lézersugárral olvasszuk meg a fémötvözet port a kétdimenziós keresztmetszeten, és nyomtassuk ki rétegenként az összes bonyolult szerkezetet és közel 100%-os sűrűségű fém alkatrészeket. alulról felfelé.
Az SLM technológia elsősorban háromdimenziós CAD-szoftvert használ háromdimenziós modellek tervezésére és a szeletelő szoftverrel felismerhető fájlformátumokba exportálására; szeletelje fel a háromdimenziós modellt, és adjon hozzá támogatást és rétegfeldolgozást, hogy megkapja a háromdimenziós modell keresztmetszeti kontúradatait; pályatervező szoftverrel szkennelje be a kontúradatokat, importálja a tervezett adatokat az SLM berendezésbe, és az ipari számítógép vezérli a lézersugár kiválasztását a kontúr egyes rétegeinek szkennelési útvonala szerint, hogy rétegenként megolvasztja a fémötvözet port. , és rétegről rétegre rakja őket egy sűrű, háromdimenziós fémrész egységbe.
Az SLM technológia előnyei a nagy anyagfelhasználás, a legyártott fém alkatrészek nagy méretpontossága és a szabad tervezés. Korlátai a berendezések magas alkatrészköltségei, a termékek tömeggyártásának lehetetlensége, valamint a feldolgozáshoz szükséges fémötvözet-porokra vonatkozó következetlen szabványok. Ezért az SLM-et elsősorban a repülőgépiparban, a biomedicinában és más területeken használják, és alkalmas értékes és nehezen feldolgozható fémalkatrészek, például titánötvözetek és nikkelötvözetek gyártására.
04 LENS lézeres hálóközeli kialakítás
Működési elv: A számítógép az alkatrész háromdimenziós CAD modelljét rétegekre vágja, hogy megkapja az alkatrész kétdimenziós síkkontúradatait, és a kontúradatokat a CNC munkaasztal mozgáspályájává alakítja. Ugyanakkor a fémpor egy bizonyos porellátási sebességgel kerül a lézer fókuszterületére, és gyorsan megolvad és megszilárdul. Pontok, vonalak és felületek réteges szuperpozíciója révén végül egy háromdimenziós, hálóhoz közeli fémrész jön létre.
A LENS megvalósítja a fém alkatrészek öntés nélküli gyártását. A formált részek sűrű szövetekkel, nyilvánvaló gyors olvadási jellemzőkkel, magas mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és lehetővé teszik a nem homogén és gradiens anyagú alkatrészek gyártását, valamint a nagy szilárdságú fém alkatrészek, például titánötvözetek feldolgozását.
05 EBDM elektronsugaras szelektív olvasztás
Működési elv: Először az alkatrész háromdimenziós CAD modelljét szeleteljük és rétegezzük, és a kapott diszkrét adatokat bevisszük az alakító rendszerbe. Az alakítórendszerben történő előmelegítés után az elektronsugár megolvasztja a munkapadon előre lerakott port az alkatrész CAD adatai szerint. Az egyik réteg megmunkálása után a munkapad egy rétegvastagsággal csökken, majd a következő porréteget lerakják és megolvasztják. Ugyanakkor az új megolvadt réteg összeolvad az előző réteggel. Ez a folyamat rétegről rétegre megismétlődik, és közvetlenül háromdimenziós részek jönnek létre.
Az EBDM technológia előnyei a gyors feldolgozási sebesség, a magas energiafelhasználás, az alacsony vákuumszennyezés, az alkatrészek alacsony maradó feszültsége és a visszaverődés hiánya. Különösen alkalmas aktív, tűzálló és törékeny fémanyagok közvetlen alakítására, és széles kilátásokkal rendelkezik a repülőgépiparban, az orvosbiológiai, az autóipari öntőformákban és más területeken.
