Από την εμφάνιση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης, η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης έχει εφαρμοστεί σταδιακά στην κατασκευή πραγματικών προϊόντων. Μεταξύ αυτών, η ανάπτυξη της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης για μεταλλικά υλικά είναι ιδιαίτερα γρήγορη. Στον τομέα της εθνικής άμυνας, οι ανεπτυγμένες χώρες της Ευρώπης και των Ηνωμένων Πολιτειών δίνουν μεγάλη σημασία στην ανάπτυξη της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων και επενδύουν τεράστια χρηματικά ποσά στην έρευνα. Η τρισδιάστατη εκτύπωση μεταλλικών εξαρτημάτων ήταν πάντα το επίκεντρο της έρευνας και της εφαρμογής. Όχι μόνο μπορεί να εκτυπώσει καλούπια και ποδήλατα, αλλά μπορεί επίσης να εκτυπώσει πρωτοφανή νέα όπλα και μπορεί ακόμη και να εκτυπώσει μεγάλο εξοπλισμό, όπως αυτοκίνητα και αεροπλάνα. Ως νέος τύπος έξυπνης τεχνολογίας κατασκευής, η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση έχει δείξει μια πολύ ευρεία προοπτική εφαρμογής και έχει επιδείξει ισχυρή δυναμική ανάπτυξης σε περισσότερους τομείς όπως ο σχεδιασμός και η κατασκευή εξοπλισμού, η υποστήριξη εξοπλισμού και η αεροδιαστημική.
1 Επισκόπηση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων
1.1 Βασική επισκόπηση
Η βασική ιδέα της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων πρωτοεμφανίστηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες στα τέλη του 19ου αιώνα, αλλά δεν διαμορφώθηκε μέχρι τα μέσα-1980. Το 1986, ο Αμερικανός Τσαρλς Χαλ εφηύρε τον πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωτή. Η χώρα μου άρχισε να μελετά την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης το 1991. Γύρω στο 2000, αυτές οι διαδικασίες άρχισαν να αναπτύσσονται σταδιακά από την εργαστηριακή έρευνα στη μηχανική και την παραγωγή. Εκείνη την εποχή ονομαζόταν rapid prototyping (RP), δηλαδή μακέτες πριν αναπτυχθούν δείγματα. Τώρα ονομάζεται επίσης τεχνολογία ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων, κατασκευή προσθέτων. Ωστόσο, για τη διευκόλυνση της δημόσιας αποδοχής, αυτή η νέα τεχνολογία αναφέρεται συλλογικά ως τρισδιάστατη εκτύπωση. Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι ένα είδος τεχνολογίας ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων. Είναι μια τεχνολογία που βασίζεται στον σχεδιασμό ψηφιακών μοντέλων, που χρησιμοποιεί συγκολλούμενα υλικά όπως κονιοποιημένο μέταλλο ή ρητίνη και κατασκευάζει τρισδιάστατα αντικείμενα με «προσθετική» εκτύπωση στρώμα προς στρώμα. Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση έχει ονομαστεί «η σκέψη και η τεχνολογία του περασμένου αιώνα, η αγορά αυτού του αιώνα». Επιπλέον, η χώρα μου πρόσφατα έκανε μια σημαντική ανακάλυψη στην αεροδιαστημική εκτύπωση μετάλλων 3D. Η αεροδιαστημική της Κίνας έχει κάνει μια νέα ανακάλυψη και το βάρος των 3D εκτυπωμένων μεταλλικών εξαρτημάτων μειώθηκε από 3 κιλά σε 600 γραμμάρια, μείωση βάρους 80 τοις εκατό.
1.2 Χαρακτηριστικά της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης
1) Υψηλή ακρίβεια. Επί του παρόντος, η ακρίβεια του μεταλλικού εξοπλισμού τρισδιάστατης εκτύπωσης μπορεί βασικά να ελεγχθεί κάτω από τα 0,05 mm.
2) Ο κύκλος είναι σύντομος. Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση δεν απαιτεί τη διαδικασία παραγωγής καλουπιών, γεγονός που μειώνει σημαντικά τον χρόνο παραγωγής του μοντέλου. Γενικά, ένα μοντέλο μπορεί να εκτυπωθεί σε λίγες ώρες ή και σε δεκάδες λεπτά.
3) Μπορεί να εξατομικευτεί. Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση δεν έχει όριο στον αριθμό των εκτυπωμένων μοντέλων, ανεξάρτητα από το ότι ένα ή περισσότερα μπορούν να παραχθούν με το ίδιο κόστος.
4) Ποικιλομορφία υλικών. Ένα μεταλλικό σύστημα τρισδιάστατης εκτύπωσης μπορεί συχνά να πραγματοποιήσει την εκτύπωση διαφορετικών υλικών και η ποικιλομορφία αυτού του υλικού μπορεί να καλύψει τις ανάγκες διαφορετικών τομέων.
5) Το κόστος είναι σχετικά χαμηλό. Αν και τα μεταλλικά συστήματα τρισδιάστατης εκτύπωσης και τα μεταλλικά υλικά για τρισδιάστατη εκτύπωση είναι σχετικά ακριβά τώρα, εάν χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εξατομικευμένων προϊόντων, το κόστος παραγωγής είναι σχετικά χαμηλό.
Επιλεκτική τήξη με λέιζερ (SLM)
Το SLM είναι ένα σημαντικό μέρος του τομέα της μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης. Η ιστορία ανάπτυξής του έχει περάσει από στάδια όπως η πυροσυσσωμάτωση μη μεταλλικής σκόνης χαμηλού σημείου τήξης, η πυροσυσσωμάτωση σκόνης υψηλού σημείου τήξης με επικάλυψη χαμηλού σημείου τήξης και η άμεση τήξη σκόνης υψηλού σημείου τήξης. Το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν υπέβαλε για πρώτη φορά αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1986 και ανέπτυξε με επιτυχία τον πρώτο εξοπλισμό SLM το 1988. Χρησιμοποιεί ένα λεπτό εστιασμένο σημείο για να λιώσει γρήγορα σε ένα προκαθορισμένο υλικό πούδρας 30-51 μm και μπορεί σχεδόν απευθείας αποκτήσετε οποιοδήποτε σχήμα. Καθώς και λειτουργικά μέρη με πλήρη μεταλλουργική συγκόλληση. Η πυκνότητα μπορεί να φτάσει σχεδόν το 100 τοις εκατό, η ακρίβεια διαστάσεων μπορεί να φτάσει τα 20-50 μm και η τραχύτητα της επιφάνειας μπορεί να φτάσει τα 20-30 μm. Είναι μια τεχνολογία ταχείας δημιουργίας πρωτοτύπων με μεγάλες προοπτικές ανάπτυξης.
Τα υλικά χύτευσης SLM είναι κυρίως σκόνες μετάλλων ενός συστατικού, συμπεριλαμβανομένου του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα, των κραμάτων με βάση το νικέλιο, των κραμάτων με βάση το τιτάνιο, των κραμάτων κοβαλτίου-χρωμίου και των πολύτιμων μετάλλων. Η δέσμη λέιζερ λιώνει γρήγορα τη μεταλλική σκόνη και αποκτά ένα συνεχές κανάλι τήξης, το οποίο μπορεί άμεσα να αποκτήσει σχεδόν πυκνά μεταλλικά μέρη με σχεδόν οποιοδήποτε σχήμα, πλήρη μεταλλουργική συγκόλληση και υψηλή ακρίβεια. Είναι μια τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης για μεταλλικά μέρη με μεγάλες προοπτικές εξέλιξης. Το φάσμα εφαρμογών του έχει επεκταθεί στην αεροδιαστημική, τη μικροηλεκτρονική, την ιατρική περίθαλψη, το κόσμημα και άλλες βιομηχανίες.
Υπάρχουν περισσότεροι από 50 παράγοντες που επηρεάζουν τη διαδικασία SLM και υπάρχουν έξι κατηγορίες που έχουν σημαντικό αντίκτυπο στο αποτέλεσμα καλουπώματος: ιδιότητες υλικού, συστήματα λέιζερ και οπτικής διαδρομής, χαρακτηριστικά σάρωσης, ατμόσφαιρα καλουπώματος, γεωμετρικά χαρακτηριστικά χύτευσης και παράγοντες εξοπλισμού . Επί του παρόντος, οι ερευνητές στο εσωτερικό και στο εξωτερικό διεξάγουν κυρίως έρευνα διεργασιών και έρευνα εφαρμογής στους προαναφερθέντες παράγοντες επιρροής, με σκοπό την επίλυση ελαττωμάτων στη διαδικασία χύτευσης και τη βελτίωση της ποιότητας των χυτευμένων εξαρτημάτων. Όσον αφορά την έρευνα διεργασιών, οι σημαντικές παράμετροι διαδικασίας στη διαδικασία διαμόρφωσης SLM περιλαμβάνουν την ισχύ λέιζερ, την ταχύτητα σάρωσης, το πάχος του στρώματος σκόνης, την απόσταση σάρωσης, τη στρατηγική σάρωσης κ.λπ. Συνδυάζοντας διαφορετικές παραμέτρους διαδικασίας, η ποιότητα μορφοποίησης μπορεί να βελτιστοποιηθεί.
Η JR ασχολείται με την τρισδιάστατη εκτύπωση για περισσότερα από 10 χρόνια, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας για να μάθετε περισσότερα για την μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση.