Ar metalo spausdinimo medžiagų perdirbimo greitis yra aukštas?

一, Techninis principas: pagrindinė idėja pasirinkti medžiagas ir valdyti sąsają.
Pagrindinis daugialypės - metalo 3D spausdinimo tikslas yra gauti du ar daugiau metalų, kad būtų galima sulieti metalurgiškai. Yra du pagrindiniai būdai tai padaryti: miltelių lovos tirpimas (SLM/L - pbf) ir nukreiptas energijos nusėdimas (DED). Naudojant SLM technologiją kaip pavyzdį, reikia išspręsti tris pagrindines technologines problemas, kad būtų galima naudoti daugialypę - metalo spausdinimą:
Medžiagos suderinamumo kontrolė
Pasirinkite metalo derinį, kurio šiluminio išsiplėtimo koeficiento skirtumas yra mažesnis nei 10%, o lydymosi taško skirtumas yra mažesnis nei 200 laipsnių. NASA naudoja GRCOP - 42 vario lydinio (lydymosi taško 1083 laipsnio) ir HR -} 1 nikelio pagrindu pagaminto aukštos temperatūros lydinio (lydymosi taško 1390 laipsnio) derinį, kad raketų variklio degimo kameros būtų. Jie tai daro kontroliuodami lazerio energijos tankį (120–150 J/mm ³) ir nuskaitymo greitį (800–1200 mm/s), kad sukurtų 0,3 mm perėjimo sluoksnį, kuris sujungia abi medžiagas. Tempimo stipris sąsajoje yra 420 MPa, tai yra 60% didesnis nei tipiškų litavimo metodų.
Miltelių paskirstymo sistemos renovacija
Įprastas singlas - medžiagų miltelių paskirstymo procesas yra nepakankamas daugialypės - metalo kintamojo nusėdimo reikalavimams. „Fraunhofer IGCV“ laboratorijos elektrostatinės adsorbcijos miltelių sklaidos įtaisas gali selektyviai adsorbuoti skirtingas metalines miltelius, į statybos platformą pristatydamas –5000 V elektrostatinį lauką. Sistema labai tiksliai paskirsto CW106C vario lydinio miltelius (vidinį sluoksnį) ir 1,2709 plieno miltelius (išorinį sluoksnį), darant vario plieninės striukės traukos kamerą. Jis taip pat atgauna 98% miltelių, kurie yra tris kartus efektyvesni nei tipiški mechaninių grandiklių miltelių plitimas.
Proceso parametrų kontrolė realiu laiku
Spausdinant su keliais metalais, kiekvienos medžiagos srities realiu laiku reikia pakeisti lazerio stiprumą, nuskaitymo metodą ir kitus parametrus. „Meltio“ 3E metalo nusėdimo technologija naudoja išmaniuosius jutiklius, kad realiu laiku stebėtų išlydyto baseino temperatūrą (su ± 5 laipsnio paklaida). Jis taip pat automatiškai atitinka titano lydinio nusėdimo parametrus (400 W lazerio galia) ir aliuminio lydinio (250 W lazerio galia). Gaminant aviacijos variklių skliaustus, ši technologija padaro titano lydinio plotą 38% sunkiau, o aliuminio lydinio plotas 18% ilgesnis - tai 25% geresnė nei pavienių medžiagų spausdinimo.
2, bendras naudojimas: perėjimas iš laboratorijos į gamyklos praktiką
1. Aviatiūra: degimo kameros lengvesnė ir geriau valdyti šilumą
Raktinio variklio degimo kamera turi sugebėti valdyti dujų praplovimą 3000 laipsnių ir skysto deguonies aušinimo, esant - 180 laipsnių. Norėdami susieti vario lydinio pamušalą ir nikelį -, pagrįstą lydinio apvalkalu tradicinėje gamyboje, jie turi būti suvirinti kartu su sprogmenimis. Ši procedūra gali užtrukti iki šešių mėnesių. Naudojusi daugialypę - metalinę 3D spausdinimo technologiją, vokiečių „Safran“ grupės vario plieno bimetalinės degimo kamera, pagaminta naudojant SLM techniką, sumažino gamybos laiką per pusę ir padarė 40% lengvesnį. Pagrindinė naujovė yra funkciškai pažymėtų medžiagų dizaino naudojimas. Tarp vario lydinio (GRCOP-84) ir plieno (316L) yra 0,5 mm storio Nicrraly perėjimo sluoksnis. Šis sluoksnis sklandžiai keičia šiluminio išsiplėtimo koeficientą nuo 16,5 × 10 ⁻⁶/ laipsnio iki 12,8 × 10 ⁻⁶/ laipsnio, kuris atsikrato streso koncentracijos sąsajoje.
2. Energijos įranga: „Conformal“ aušinimo kanalų revoliucija gamybos srityje
Atliekant įpurškimo formas, tradiciniai aušinimo vandens kanalai dažniausiai yra tiesūs dėl perdirbimo ribų. Dėl to pelėsyje esantys temperatūros laukai yra netolygūs (kai dispersija yra iki 30 laipsnių), o tai sumažina suformuotų produktų kokybę. „Aerosint“ bimetalinė SLM technika atspausdina vario lydinio (CUCR1ZR) aušinimo kanalus pelėsių įdėklų viduje, todėl aušinimas tris kartus tampa efektyvesnis. Šis metodas sumažina automobilių buferio formų nuo 45 sekundžių iki 18 sekundžių aušinimo laiką, o energijos sunaudojimas vienam - gabaliukui gamina 60%, o pelėsis trunka ilgiau nei 2 milijonus kartų.
3. Biomedicinos: suasmenintų implantų veikimo pritaikymas
Tradicinių titano lydinio lydinio protezavimo sąnariams reikia 6–12 mėnesių, kad būtų galima visiškai integruoti į kaulą. Šiaurės vakarų politechnikos universiteto tyrėjai sugalvojo naują kelią į 3D spausdinimo titano tantalum bimetalinius implantus. Jie tai daro padėdami tantalum (Ta) porėtoms struktūroms (65% poringumui, 500 μm porų dydžiui) ant titano lydinio paviršiaus (Ti6Al4v). Dėl to ryšys tarp implantų ir kaulo audinio tris kartus stiprėja. Klinikiniai įrodymai rodo, kad šios technologijos klubo sąnario implanto kaulų integracijos dažnis yra 92% per tris mėnesius po operacijos. Tai yra 50% trumpesnis nei tipinių titano lydinio implantų atsigavimo laikas.