In 3D kim loại

Gần đây, chúng tôi đã thực hiện một cuộc biểu tình về kim loạiIn 3Dvà chúng tôi đã hoàn thành nó rất thành công, vì vậy kim loại là gìIn 3D? Ưu điểm và nhược điểm của nó là gì?

In 3D kim loại là một công nghệ sản xuất phụ gia xây dựng các vật thể ba chiều bằng cách thêm lớp vật liệu kim loại từng lớp. Dưới đây là phần giới thiệu chi tiết về in 3D kim loại:

Nguyên tắc kỹ thuật
Thiêu kết laser chọn lọc (SLS): Việc sử dụng các chùm tia laser năng lượng cao để làm tan chảy có chọn lọc và thiêu kết, làm nóng vật liệu bột đến nhiệt độ thấp hơn một chút điểm nóng chảy của nó, do đó liên kết luyện kim giữa các hạt bột được hình thành theo lớp. Trong quá trình in, một lớp bột kim loại đồng nhất lần đầu tiên được đặt trên nền tảng in, và sau đó chùm tia laser quét bột theo hình dạng mặt cắt của vật thể, để bột được quét tan chảy và đông cứng lại với nhau, sau khi Hoàn thành một lớp in, nền tảng giảm một khoảng cách nhất định và sau đó trải một lớp bột mới, lặp lại quá trình trên cho đến khi toàn bộ đối tượng được in.
Sự nóng chảy laser chọn lọc (SLM): Tương tự như SLS, nhưng với năng lượng laser cao hơn, bột kim loại có thể được tan chảy hoàn toàn để tạo thành cấu trúc dày đặc hơn, mật độ cao hơn và có thể thu được các tính chất cơ học tốt hơn, và độ chính xác và độ chính xác của các bộ phận kim loại được in cao hơn, gần hoặc thậm chí vượt quá các bộ phận được sản xuất bởi quy trình sản xuất truyền thống. Nó phù hợp để sản xuất các bộ phận trong hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và các lĩnh vực khác đòi hỏi độ chính xác và hiệu suất cao.
Tia điện tử nóng chảy (EBM): Việc sử dụng các chùm electron làm nguồn năng lượng để làm tan chảy bột kim loại. Tia electron có đặc điểm của mật độ năng lượng cao và tốc độ quét cao, có thể nhanh chóng làm tan chảy bột kim loại và cải thiện hiệu quả in. In trong môi trường chân không có thể tránh phản ứng của vật liệu kim loại với oxy trong quá trình in, phù hợp để in hợp kim titan, hợp kim dựa trên niken và các vật liệu kim loại khác nhạy cảm với hàm lượng oxy, thường được sử dụng trong không gian vũ trụ, thiết bị y tế và các thiết bị cao khác -end các trường.
Phương pháp sản xuất vật liệu kim loại (ME): Phương pháp sản xuất dựa trên vật liệu, thông qua đầu đùn để đùn vật liệu kim loại dưới dạng lụa hoặc dán, đồng thời để nóng và chữa bệnh, để đạt được lớp bằng cách tích lũy lớp. So với công nghệ nóng chảy laser, chi phí đầu tư thấp hơn, linh hoạt hơn và thuận tiện hơn, đặc biệt phù hợp cho sự phát triển sớm trong môi trường văn phòng và môi trường công nghiệp.
Vật liệu phổ biến
Hợp kim Titan: Có những ưu điểm của cường độ cao, mật độ thấp, khả năng chống ăn mòn tốt và khả năng tương thích sinh học, được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, thiết bị y tế, ô tô và các lĩnh vực khác, như lưỡi dao máy bay, khớp nhân tạo và sản xuất các bộ phận khác.
Thép không gỉ: Có khả năng chống ăn mòn tốt, tính chất cơ học và tính chất xử lý, chi phí tương đối thấp, là một trong những vật liệu thường được sử dụng trong in 3D kim loại, có thể được sử dụng để sản xuất nhiều bộ phận cơ học, dụng cụ, thiết bị y tế, v.v.
Hợp kim nhôm: Mật độ thấp, cường độ cao, độ dẫn nhiệt tốt, phù hợp cho các bộ phận sản xuất với yêu cầu trọng lượng cao, chẳng hạn như khối xi lanh động cơ ô tô, các bộ phận cấu trúc hàng không vũ trụ, v.v.
Hợp kim dựa trên niken: Với cường độ nhiệt độ cao tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn và kháng oxy hóa, nó thường được sử dụng trong việc sản xuất các thành phần nhiệt độ cao như động cơ máy bay và tua-bin khí.
lợi thế
Mức độ tự do thiết kế cao: Khả năng đạt được việc sản xuất các hình dạng và cấu trúc phức tạp, chẳng hạn như cấu trúc mạng, cấu trúc tối ưu hóa cấu trúc, v.v., khó hoặc không thể đạt được trong các quy trình sản xuất truyền thống, cung cấp không gian đổi mới lớn hơn cho thiết kế sản phẩm, và có thể tạo ra các phần nhẹ hơn, hiệu suất cao.
Giảm số lượng các bộ phận: nhiều phần có thể được tích hợp thành một tổng thể, giảm quá trình kết nối và lắp ráp giữa các bộ phận, cải thiện hiệu quả sản xuất, giảm chi phí, nhưng cũng cải thiện độ tin cậy và độ ổn định của sản phẩm.
Tạo mẫu nhanh: Nó có thể tạo ra một nguyên mẫu của sản phẩm trong một thời gian ngắn, tăng tốc độ phát triển sản phẩm, giảm chi phí nghiên cứu và phát triển và giúp các doanh nghiệp đưa sản phẩm ra thị trường nhanh hơn.
Sản xuất tùy chỉnh: Theo nhu cầu cá nhân của khách hàng, các sản phẩm độc đáo có thể được sản xuất để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của các khách hàng khác nhau, phù hợp với cấy ghép y tế, trang sức và các lĩnh vực tùy chỉnh khác.
Giới hạn
Chất lượng bề mặt kém: Độ nhám bề mặt của các bộ phận kim loại được in tương đối cao, và cần phải xử lý sau, như mài, đánh bóng, phun cát, v.v., để cải thiện hoàn thiện bề mặt, tăng chi phí sản xuất và thời gian.
Khiếm khuyết bên trong: Có thể có các khiếm khuyết bên trong như lỗ chân lông, các hạt không sử dụng và phản ứng tổng hợp không hoàn chỉnh trong quá trình in của các khiếm khuyết nội bộ bằng cách tối ưu hóa các tham số quá trình in và áp dụng các phương pháp xử lý hậu kỳ phù hợp.
Hạn chế vật liệu: Mặc dù các loại vật liệu in 3D kim loại có sẵn đang tăng lên, nhưng vẫn có những hạn chế vật liệu nhất định so với các phương pháp sản xuất truyền thống và một số vật liệu kim loại hiệu suất cao khó in hơn và chi phí cao hơn.
Các vấn đề về chi phí: Chi phí của thiết bị và vật liệu in 3D kim loại tương đối cao và tốc độ in chậm, không hiệu quả về chi phí như các quy trình sản xuất truyền thống để sản xuất quy mô lớn, và hiện đang phù hợp với lô nhỏ, sản xuất tùy chỉnh và các lĩnh vực có hiệu suất sản phẩm cao và yêu cầu chất lượng.
Độ phức tạp kỹ thuật: In 3D kim loại liên quan đến các thông số quy trình phức tạp và kiểm soát quy trình, đòi hỏi các nhà khai thác chuyên nghiệp và hỗ trợ kỹ thuật, và yêu cầu mức độ kỹ thuật cao và kinh nghiệm của các nhà khai thác.
Trường ứng dụng
Không gian vũ trụ: Được sử dụng để sản xuất lưỡi dao, đĩa tuabin, cấu trúc cánh, bộ phận vệ tinh, v.v., có thể làm giảm trọng lượng của các bộ phận, cải thiện hiệu quả nhiên liệu, giảm chi phí sản xuất và đảm bảo hiệu suất cao và độ tin cậy của các bộ phận.
Ô tô: Sản xuất khối xi lanh động cơ ô tô, vỏ truyền, các bộ phận cấu trúc nhẹ, v.v., để đạt được thiết kế nhẹ của ô tô, cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất.
Y tế: Sản xuất các thiết bị y tế, khớp nhân tạo, chỉnh hình nha khoa, thiết bị y tế cấy ghép, v.v., theo sự khác biệt cá nhân của bệnh nhân tùy chỉnh sản xuất, cải thiện sự phù hợp của các thiết bị y tế và hiệu quả điều trị.
Sản xuất nấm mốc: Sản xuất khuôn phun, khuôn đúc chết, v.v., rút ​​ngắn chu kỳ sản xuất khuôn, giảm chi phí, cải thiện độ chính xác và độ phức tạp của khuôn.
Điện tử: Bộ tản nhiệt sản xuất, vỏ, bảng mạch của thiết bị điện tử, v.v., để đạt được sản xuất tích hợp các cấu trúc phức tạp, cải thiện hiệu suất và hiệu ứng phân tán nhiệt của thiết bị điện tử.
Đồ trang sức: Theo nhu cầu sáng tạo và khách hàng của nhà thiết kế, một loạt các đồ trang sức độc đáo có thể được sản xuất để cải thiện hiệu quả sản xuất và cá nhân hóa sản phẩm.