Ar metalo 3D spausdinimas tinka aukštai - stiprumo apkrovai - guolių komponentams?

1, didelis žingsnis į priekį, kaip veikia medžiagos: einant iš laboratorijos į gamyklą
Metalo 3D spausdinimas leido naudoti 12 tipų aukštų - našumo medžiagų pramonėje. Mechaninės būtinų medžiagų, tokių kaip titano lydiniai, nikelio -, pagrįstų aukštu - temperatūros lydiniais, tantalo metalais ir kitais, savybės, pasiekė ar net peržengė kalimo reikalavimus. JK Oksfordo universiteto komanda naudojo lazerinių miltelių lovų lydymosi technologiją, kad atspausdintų „Tantalum“ metalines dalis. Šios dalys į poveikį reagavo taip pat, kaip suklastotas tantalumas, kai jis patiria stiprų 125–437 GPa slėgį. Dėl šio pasiekimo 3D atspausdintas tantalas dabar yra geriausia medžiaga tokiems dalykams kaip branduolinės sintezės reaktoriaus granulės ir erdvėlaivio spinduliuotės ekranas. „Platinum Technology“ „Ultra -“ smulkių grūdų titano lydinio milteliai suteikia 92% suklastotų dalių nuovargio stiprumą spausdintoms dalims. Kai C919 lėktuvo centrinei sparno krašto juostelei užtepta 12 tonų tempimo apkrova, pagaminta „Platinum Technology“, ji deformuoja 37% mažiau nei tipiškos kaltės.
Aliuminio lydinių pasaulyje 3D spausdinimas tapo tradicinio liejimo stiprumo riba. SLM technologija buvo naudojama tam tikroje įmonėje, kad atspausdintų 7075 aliuminio lydinį. Keisdami grūdų orientacinius būdus ir terminio apdorojimo procedūrą, tempimo stiprumas padidėjo iki 580MPa, tai yra 15% daugiau nei paprastai randama T6 kalimo kalime. Tai gerai veikė prie pagrindinės apkrovos - tam tikros rūšies nepilotuojamo oro orlaivio guolio rėmo. Multi - Medžiagos sudėtinė spausdinimas yra labiau revoliucinė raida. Medicinos kompanija sukūrė titano/hidroksiapatito gradiento medžiagos acetabulinę taurę, kurios paviršiuje yra bioaktyvus sluoksnis, padedantis kaulams augti kartu, ir vidinis aukštas - stiprumo titano matrica, galinti sutvarkyti žmogaus judėjimo svorį. Dėl to protezas trunka iki 25 metų.
2, Struktūrinės naujovės: pereinant nuo „atimties gamybos“ prie „topologijos optimizavimo“
Pagrindinis pranašumasMetalo 3D spausdinimasyra tai, kad tai gali padaryti sudėtingas formas, kurių negali kiti metodai. Naudodamas topologijos optimizavimą, „Boeing“ 787 „Dreamliner“ variklio laikiklis sujungia 20 elementų į vieną gabalą, naudojant 3D spausdinimą. Biomimetinės grotelės struktūra daro daiktus 40% geriau, kai skleidžia stresą, tuo pačiu padaro 30% lengvesnius. Ši dizaino idėja buvo daug naudojama automobilių pramonėje. Pavyzdžiui, „BMW Group“ padarė 3D atspausdintą aliuminio lydinio vairo rankenėlę, skirtą „i8 Roadster“, kuris yra lengvas dėl savo vidinės tuščiavidurių gardelių dizaino. Jis yra 22% griežtesnis nei tradiciniai kaltinimai ir išlaikė 2 milijonus nuovargio bandymų.
Konformacijos aušinimo vandens grandinės technologija tapo „žudiko taikymo“ 3D spausdinimo pelėsių versle. Bendrovė sugalvojo spiralinę aušinimo vandens grandinę automobilių buferio formoms, kurios sumažino laiką, reikalingą pelėsiui pagaminti nuo 90 sekundžių iki 55 sekundžių ir sumažino deformacijos ir deformacijos greitį 82%. „Hot Runner“ sistema turi labiau novatorišką atvejį: standartinį karštą antgalis yra sudarytas iš 12 dalių, tuo tarpu 3D spausdintam integruotam karštam purkštukui reikia tik 3. Optimizuojant vidaus kanalus, šiluminio išplėtimo koeficientas sumažėja 35%, o tai labai padidina injekcijos liejimo tikslumą.
3, Proceso patvirtinimas: nuo vieno komponento darymo iki daugybės jų padarymo
Daugelis pramonės šakų parodė, kad metalo 3D spausdinimas gali būti naudojamas norint gaminti daiktus dideliais kiekiais. „Shenyang“ orlaivių pramonės korporacija („Shenyang Aircraft Corporation“) masiškai - pagamino 3D spausdintą titano lydinio apkrovą - su savo naujų orlaivių modeliams. Kiekvienas lėktuvas naudoja daugiau nei 300 šių kadrų, todėl jie tampa 272 kilogramais lengvesni nei tradiciniai metodai ir kasmet sutaupo 640 000 litrų degalų. „Porsche“ naudoja 3D spausdinimą, kad būtų pagamintas 911 GT2 RS stūmoklis, kuris padidina variklio išėjimą 30 arklio galių, pagerindamas aušinimo kanalų architektūrą. Ši technologija buvo naudojama gamybos linijoje, dėl kurios 100 000 rinkinių per metus.
3D spausdinimas Stiprios dalys greičiausiai yra naudingos medicinos profesijoje. 3D - atspausdintas porėto titano lydinio acetabulinė taurė, kurią pagamino „Johnson & Johnson“, padidino kaulų formavimo greitį dėl savo biomimetinio kaulų trabekulinės struktūros konstrukcijos. Jis buvo naudojamas daugiau nei 500 000 atvejų visame pasaulyje. Bendrovė pagamino pasirinktinį 3D atspausdintą titano lydinio kaulo plokštelę ortopedinei chirurgijai, kuri gali pakeisti skylių vietas ir formas, remiantis paciento KT duomenimis. Tai sumažina operacijos laiką 40%, palyginti su normaliomis plokštelėmis, ir pagreitina gijimą praėjus 6 savaitėms po operacijos.
4, Ekonomikos restruktūrizavimas: pereinant nuo „Aukšto - išlaidų eksperimentavimo“ iki „pagrindinės gamybos“
Raktas, kaip naudoti metalo 3D spausdinimą dideliu mastu, yra sumažinti kainą. „Wohlers Associates“ teigimu, vidutinė pramoninių priedų gamybos sistemų kaina visame pasaulyje sumažėjo nuo 98 105 USD 2019 m. Iki 93 404 USD 2021 m. Tuo pačiu metu spausdinimo efektyvumas padidėjo 300%. Pačių „Platinum“ 3D spausdinimo miltelių kaina sumažėjo nuo 1,4448 mln. Juanių/tonų 2020 m. Iki 781900 juanių/tonų 2022 m. Tuo pačiu metu bendra pelno marža padidėjo iki 38,98%, parodydama, kad įmonė galėjo pasinaudoti masto ekonomija.
Naujas klijų purškimo būdas atvėrė naują būdą, kaip gaminti daiktus plačiu mastu. Stalinio metalo ir „Tritech Titanium“ dalys dirbo kartu, kad sukurtų titano lydinio surišimo agento purškimo procesą. Šis procesas leidžia masiškai masiškai - gaminti titano lydinio dalis spausdinant žalius kūnus, siurbdami juos iki 98%tankio, o po to apdirbant ar apdirbant paviršių. Palyginti su SLM technologija, šis požiūris sumažina medžiagų, įrangos, energijos suvartojimo ir kitų dalykų kainas nuo 40% iki 60%. Šią technologiją naudoja tam tikra „Electrical 3C“ įmonė, norėdama išbandyti ir padaryti 316L nerūdijančio plieno laikrodžių korpusus. Kiekvieno gabalo kaina yra 35% mažesnė nei su standartine įpurškimo liejimu.