Gør titaniumlegering stærkere - Fem almindelige metal 3D-printteknologier

I dag, med den hurtige udvikling af videnskab og teknologi, gør metal 3D-printteknologi med fordelene ved kortvarig fremstilling, on-demand-fremstilling og hurtig prototyping mange umulige ting mulige.

På nuværende tidspunkt er der fem almindelige metal 3D-printteknologier på markedet: laserselektiv sintring (SLS), nanopartikel jet metal forming (NPJ), laserselektiv smeltning (SLM), laser near net shaping (LENS) og elektronstråleselektiv smeltning ( EBSM) teknologi. Nedenfor vil jeg introducere grundlaget

c arbejdsprincipper for disse fem metal 3D-printteknologier.

Arbejdsprincip: Et lag pulvermateriale lægges på arbejdsbænken på forhånd, og laseren sintrer den faste del af pulveret under computerstyring i henhold til grænsefladekonturinformationen og cirkulerer derefter kontinuerligt og stabler lag for lag til dannelse.

SLS-metoden bruger infrarød laser som energi, og de anvendte modelleringsmaterialer er for det meste pulvermaterialer. Under forarbejdningen forvarmes pulveret først til en temperatur, der er lidt lavere end dets smeltepunkt, og derefter udjævnes pulveret under påvirkning af en fladningspind; laserstrålen sintres selektivt i henhold til den lagdelte tværsnitsinformation under computerstyring, og det næste lag sintres, efter at et lag er afsluttet, og denne cyklus gentages, lag for lag, indtil den tredimensionelle del er dannet. Til sidst genbruges det usintrede pulver i pulvercylinderen, og den støbte del tages ud.

Fordi denne støbemetode har egenskaberne ved simpel fremstillingsproces, høj fleksibilitet, bred vifte af materialevalg, billig materialepris, lav pris, høj materialeudnyttelsesgrad og hurtig støbehastighed, bruges den hovedsageligt i støbeindustrien og kan bruges til direkte at lave hurtige forme.

Arbejdsprincip: Først indlæses metallet i 3D-printeren i form af væske, og væsken, der indeholder metalnanopartikler, bruges til sprøjtestøbning under udskrivning. Derefter fordampes den overskydende væske ved opvarmning for at forlade metaldelen, og til sidst afsluttes støbningen ved lavtemperatursintring.

Denne støbemetode kan bruge et almindeligt inkjet-printhoved som værktøj, og støttestrukturen kan smeltes og fjernes ved hjælp af speciel teknologi uden nogen ekstern kraft. Fordi det fjernes ved smeltning, kan det tilføjes uendeligt i teorien, hvilket giver designere større frihed. Ud over metalmaterialer har dets gennembrud inden for keramisk teknologi udvidet sin anvendelse til tandpleje, medicin og specifikke industrielle områder.

Arbejdsprincip: Brug en højenergilaserstråle til at smelte metallegeringspulveret på det todimensionale tværsnit efter udskæring af den tredimensionelle model, og udskriv enhver kompleks struktur og metaldele med næsten 100 % tæthed lag for lag fra bund til top.

SLM-teknologien bruger hovedsageligt CAD tredimensionel software til at designe tredimensionelle modeller og eksportere dem til filformater, der kan genkendes ved at skære software; skær den tredimensionelle model i skiver og tilføj støtte og lagbehandling for at opnå tværsnitskonturdata for den tredimensionelle model; brug stiplanlægningssoftware til at scanne konturdataene, importere stiplanlagte data til SLM-udstyret, og den industrielle computer styrer laserstrålevalget i henhold til scanningsvejen for hvert lag af konturen for at smelte metallegeringspulveret lag for lag , og stable dem lag for lag i en tæt tredimensionel metaldel enhed.

Fordelene ved SLM-teknologi er høj materialeudnyttelse, høj dimensionel nøjagtighed af de fremstillede metaldele og frit design. Dens begrænsninger er høje omkostninger til udstyrskomponenter, manglende evne til at opnå masseproduktion af produkter og inkonsekvente standarder for metallegeringspulvere, der kræves til forarbejdning. Derfor bruges SLM hovedsageligt inden for rumfart, biomedicin og andre områder, og er velegnet til fremstilling af ædle og vanskelige at bearbejde metaldele såsom titanlegeringer og nikkellegeringer.

Arbejdsprincip: Computeren skærer den tredimensionelle CAD-model af delen i lag for at opnå delens todimensionelle plankonturdata og konverterer konturdataene til CNC-arbejdsbordets bevægelsesbane. Samtidig føres metalpulveret ind i laserfokusområdet med en vis pulvertilførselshastighed og smelter hurtigt og størkner. Gennem den lagdelte overlejring af punkter, linjer og overflader dannes til sidst en tredimensionel metaldel i næsten netform.

LENS kan realisere den formløse fremstilling af metaldele. De dannede dele har tætte væv, tydelige hurtige smeltende egenskaber, høje mekaniske egenskaber og kan realisere fremstillingen af ​​ikke-homogene og gradientmaterialedele og forarbejdning af højstyrke metaldele såsom titanlegeringer.

Arbejdsprincip: Først skæres den tredimensionelle CAD-model af delen i skiver og lagdeles, og de opnåede diskrete data indlæses i formningssystemet. Efter forvarmning i formningssystemet vil elektronstrålen smelte pulveret, der er forudlagt på arbejdsbordet i henhold til delens CAD-data. Efter at et lag af forarbejdning er afsluttet, vil arbejdsbordet falde med et lags tykkelse, og derefter vil det næste lag pulver blive lagt og smeltet. Samtidig vil det nye smeltede lag smelte sammen med det forrige lag. Denne proces gentages, lag for lag, og tredimensionelle dele dannes direkte.

EBDM-teknologi har fordelene ved hurtig behandlingshastighed, høj energiudnyttelse, lav vakuumforurening, lav restbelastning af komponenter og ingen refleksion. Det er særligt velegnet til direkte formning af aktive, ildfaste og sprøde metalmaterialer og har brede udsigter inden for rumfart, biomedicin, bilstøbeforme og andre områder.