Principai ir metalo 3D spausdinimo technologijų klasifikacija
Pagal sluoksnį pagal sluoksnius sukraunant metalinius miltelius ar laidus, metalinės 3D spausdinimo technologijos CAD modeliai paverčia tikruosius modelius. Dešimtajame dešimtmetyje „EOS Vokietija“ įgijo tiesioginį metalo lazerinį sukepinimą (DML), pirmąjį metalo 3D spausdinimo patentą. Šie keturi technikos-powder lovų suliejimas, lipnus purškimas, tiesioginis energijos nusėdimas ir medžiagos išspaudimas----kaip dabar-metalo 3D spausdinimą.
DML, selektyvusis lazerio lydymas (SLM) ir elektronų pluošto lydymas (EBM) kartu yra miltelių lovos suliejimas. Šios technologijos sluoksnio sluoksnio konstrukcijos sluoksniu būdu naudojant lazerio ar elektronų sijas, lydymosi metalo miltelius. Nors EBM labai tiksliai gali sukurti beveik bet kokią geometrinę formą, įskaitant iššūkius mašininėms medžiagoms, tokioms kaip titano lydiniai ir nikelio aukštos temperatūros lydiniai, DML gali būti naudojami norint sukurti beveik bet kokio metalo lydinio kūrimą, SLM generuoja atspausdintus atspausdintus objektus, kurie yra gana tankūs ir stiprūs .
Naudojant rašalinius klijus ant metalinių miltelių sluoksnio, klijų purškimas, pvz., kelių čiurkšlių suliejimas (MJF) ir nanodalelių purškimas (NPJ palaipsniui stingsta miltelių sluoksnis po sluoksnio, todėl gaminamas visas produktas. Šiuo metodu galima pagaminti didesnes dalis , kuris gali veikti kambario temperatūroje, nereikalaujant laikančių konstrukcijų.
Tiesioginis energijos nusodinimas apima medžiagų nusodinimą lazeriu (LMD), lanko priedų gamybą (WAAM) ir tiesioginį metalo nusodinimą (DED). Šiais metodais išspaudžiami metalo milteliai arba viela ir akimirksniu taikomas didelės energijos smūgiams, lydymui ir statybai sluoksnis po sluoksnio. Nors LMD gali efektyviai naudoti medžiagas didelio tankio ir didelio mechaninio našumo spausdinimui, DED gali atkurti sulaužytas metalines dalis ir pridėti naujų komponentų.
Naudojant polimerines gijas arba laidus, impregnuotus mažomis metalo dalelėmis, spausdinant sluoksnis po sluoksnio, o vėliau lydant metalo daleles į kietą metalą nuriebalinimo ir sukepinimo procedūromis, medžiagų ekstruzija, pvz., lydyto nusodinimo modeliavimas (FDM) ir saugiklių gamyba (FFF leidžia tai).
Metalo 3D spausdinimas, pritaikytas lengvam dizainui
Dažniausiai atstovaujama šiose funkcijose, „Metal 3D“ spausdinimo technologija turi didelę naudą lengvam aeronautinių dalių dizainui.
Struktūrinio optimizavimo dizainas: sudėtingos geometrinės dalių formos, įskaitant tuščiavidurės gardelės konstrukcijas, tuščiavidurį sumuštinį/ploną sienelę sustiprintos konstrukcijos, integruotos konstrukcijos ir topologijos optimizuotos konstrukcijos, gali būti tiesiogiai pagamintos naudojant metalinę 3D spausdinimą. Šios konstrukcinės formos sumažina medžiagų naudojimą, tuo pačiu išsaugant ar stiprinant konstrukcinį stiprumą, todėl pasiekia lengvą dizainą.
Sudaryta plonų plokščių ir storų šerdžių, tuščiavidurė daugiasluoksnė / plonasienė sustiprinta konstrukcija gali paskirstyti išorinius įtempius, padidinti lenkimo standumą ir stiprumą bei sutaupyti svorio.
Tuščios grotelės konstrukcija: galima subalansuoti stiprumą, standumą ir kietumą keičiant santykinį grotelių tankį ir vienetinių elementų išdėstymą, todėl svoris sumažėja daugiau nei 70%.
Struktūrizuota holistiškai Topologijos optimizavimo struktūra: naudojant matematinius metodus, siekiant rasti optimalų konstrukcijos projektą, keičiant vidinę objekto struktūrą, sumažinant medžiagų naudojimą, išlaikant konstrukcijos tvirtumą. Sujunkite kelias dalis į vieną elementą, taip sumažindami jungčių struktūras, tokias kaip flanšai ir suvirinimo siūlės, supaprastindami surinkimo procesą ir optimizuodami funkcinį dizainą.
Eksploatacinių savybių gerinimas ir medžiagų pasirinkimas: aviacijos ir kosmoso reikmėms puikiai tinka įvairūs lengvi metalų lydiniai, įskaitant titano lydinius ir aliuminio lydinius, kurie pasižymi dideliu stiprumu ir mažu tankiu, todėl yra tinkami metalo 3D spausdinimo technologijai. Be to, dėl optimalių spausdinimo parametrų ir terminio apdorojimo metodų pagerinamos mechaninės medžiagų savybės ir ilgaamžiškumas.
Greitas prototipų kūrimas ir remontas: Greitas prototipų dalių gamyba, įgalinta pagal metalo 3D spausdinimo technologiją, padeda dizaineriams patvirtinti šviežių dizaino idėjų. Tuo pat metu jis taip pat gali sutrumpinti remonto ciklus, mažesnes gamybos sąnaudas, pasiekti greitą komponentų gamybą ir tikslią pažeistų dalių remontą.
Ypatingos taikymo situacijos
Pavyzdžiui, naudojant metalo 3D spausdinimo technologiją, orlaivių varikliai gali gaminti sudėtingus konstrukcinius komponentus, įskaitant degimo kameras ir turbinų mentes. Šie komponentai buvo patobulinti siekiant sumažinti medžiagų sąnaudas, tuo pačiu padidinant našumą ir ilgaamžiškumą. Be to, tai pasiekiama naudojant svarbias dalis, įskaitant važiuoklę ir orlaivio laikiklius. Šie komponentai ne tik yra lengvi, bet ir padidina laikomąją galią bei ilgaamžiškumą optimizuojant konstrukciją. Metalo 3D spausdinimo technologija taip pat gali sumažinti gamybos sąnaudas, supaprastinti gamybos technologijas ir sumažinti surinkimo struktūras bei sudėtingumą.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-compact-heat-exchanger.html