1, Технический принцип: Формирование свободных режимов сложных структур посредством слоевского накопления.
Суть металлической 3D -печати состоит в том, чтобы разделить трехмерную цифровую модель на сотни на тысячи двухмерных перекрестных слоев -, а также реализовать селективное затвердевание или плавление и затвердевание с помощью высокого - энергии (лазерный или электронный пуч Производство подъема (поворот, фрезерование и шлифование) и равное производство материала (литье, кованое и сварное) для обеспечения трех ключевых технологических преимуществ:
Производство без плесени: вы можете напрямую изготовить небольшие партии деталей и проверить массовое производство деталей, и форма не требуется. Цикл изготовления плесени в традиционной промышленности может быть сокращен с нескольких месяцев до нескольких дней. Стоимость снизилась более чем на 80%! Например, определенная компания по авиационным двигателям использует технологию SLM для производства лезвия титанового сплава, которая снижает стоимость плесени с 1,2 миллиона юаней до нуля и сокращает исследования исследований и разработки на 65%.
Один шаг литье на сложной структуре: может изготовить сложные структуры, такие как решетчатая, конформные каналы охлаждения, структуры уменьшения оптимизации топологии, традиционный метод может быть невозможно сделать. Например, использование SLM позволяло GEAIATION для формирования № 20, которые объединены там в одном в сопло топлива для двигателя LEAP, что приводит к снижению веса на 25% и 15% лучшей экономии топлива.
Управление распределением градиента материала. Изменения могут быть внесены в твердость, теплопровождение, сопротивление коррозии и другие свойства в различных областях детали с помощью технологии много материала композитной печати. Например, производитель мощного клапана Nuke применяет технологию печати FGM (функциональный градиент) для улучшения износа - Сопротивление поверхности герметизации клапана в 3 раза без увеличения веса корпуса
2, Контроль точности: подрыв от микрона до нанометра
Сложность высокого - точности механических частей заключается в том, чтобы точно контролировать точность размерных, шероховатость поверхности и толерантность к форме и позиционная толерантность. Достижение скачка в точностиМеталлическая 3D -печатьвозможно по следующим технологическим направлениям:
Улучшение точности аппаратного обеспечения:
Управление диаметрами точечного диаметра: современное оборудование SLM имеет динамическую лазерную систему с фокусировкой, а диаметр пятна может точно контролировать в диапазоне 50 - 100 м, что на 40% лучше, чем старое оборудование. Например, с 12 технологией сканирования лазерного зажима, проверенной на платиновых растениях BLT-S800 с точностью производства лезвий самолета двигателя на уровне микрометра шероховатости R_ менее или равным 3,2 мкм.
Точность позиционирования системы движения: линейный двигатель и правитель решетки закрыт - Система управления цикла используется для управления ошибкой положения в пределах 2 микрон. Надежность и воспроизводимость формы и положения составляет ± 0,01 мм для процесса Renishaw AM400, что приводит к имплантатам для медицинских устройств, которые на 100% стабильны и надежны в соответствии с медицинским стандартом ISO 13485.
Оптимизация параметров процесса:
Новый рисунок сканирования: используются шахматные и спиральные паттерны, а не непрерывные узоры, чтобы смягчить деформацию, связанную с тепловым напряжением. Сообщалось конкретному производителю автомобильных запчастей, что уровень деформации варпаса в кронштейнах алюминиевого сплава был улучшен с 0,5 мм до 0,1 мм, применяя разработанную стратегию сканирования.
Толщина слоя. Возможность печати с толщиной ультрадисменного слоя (20-30 микрон) может производить части мелкого размерного; с безупречной отделкой поверхности. При печати ортопедических имплантатов титанового сплава, оборудование EOS M 400-4 приняло толщину слоя 25 мкм, шероховатость поверхности которого уменьшается с 6 мкм до 1,8 мкм, что близко к уровню полировки.
Интеграция технологии после обработки:
Горячая изостатическая пресса (бедра): он удаляет внутренние поры в частях при высокой температуре 1200 градусов и высокого давления 150 МПа, так что плотность частей увеличивается с 99,2% до 99,95%; Срок службы усталости авиационной структурной части был увеличен через три раза после применения технологии тазобедренного сустава на определенном авиационном структурном компоненте.
Электрохимическая полировка (ECP) - Элиминация поверхностных пловостей электролитическим микрофтингом для получения наносмнополочной поверхности. Согласно этой практике, шероховатость поверхности полости нержавеющей стали снижается с помощью технологии ECP с 0,4 мкм до 0,05 мкм от определенной компании по полупроводниковому оборудованию, которая может соответствовать требованиям вакуумного уплотнения.
3, Разработка от отдельных металлов до составных материалов 3.1 адаптируемость материала
Высокие точные механические детали требуют разнообразных свойств материала, а металлическая 3D -печать реализовала покрытие от общих металлов, высокотемпературных сплавов, сплавов с легким металлом, до биомедицинских металлов, как это требуется).
Титановые сплавы: TI6AL4V AWE имеет высокую прочность на 890 МПа с низкой плотностью 4,43 г/см ³ и демонстрирует большую биосовместимость, таким образом, становятся фундаментальным материалом в аэрокосмической промышленности, а также в медицине. Производитель ортопедического имплантата применял технологию EBSM для производства суставочных протезов тазобедренного сустава, прочность связывания с костной тканью была улучшена на 40 %, а после - период реабилитации был сокращен на 30 %.
9 высокотемпературного сплава на основе никеля. Uncel 718 имеет высокую прочность (прочность на растяжение составляет 1034 МПа) на 650 градусов. Он широко использовался для лезвия газовой турбины. Энергетическая компания заходит так далеко, что касается 3D -лопастей газовых турбин с 3D, причем SLM добавляет диаметром охлаждающего канала всего 0,8 мм, что предлагает улучшенное охлаждение около 30% по сравнению с литерами.
Алюминиевый сплав: ALSI10MG широко использовался в автомобильном легком весе из -за низкой плотности (2,7 г/см В) и превосходных свойств кастинга. Компания Energy Vehicle использует Scalmalloy ® New Printed Racing Fender/Scalmalloy ® обладает прочностью, которая на 50% выше традиционного алюминиевого сплава, а сложная аэродинамическая поверхность образуется в целом.
Много материала Композит: металлические керамические полимерные композиты Материтин может быть напечатан с градиентом, используя технологию наночастиц (NPJ). Одна фотоэлектрическая компания использовала технологию NPJ для замены серебряной пасты в качестве альтернативного материала, который уменьшил количество серебра, используемого в ячейках гетеропереход от 130 мг/листа до 50 мг/лист и снизила стоимость на ватт на 0,12 юаня.
4, промышленное применение: от лаборатории до промышленного использования
От прототипа производства до массового производства технология металлической 3D -печати достигла коммерческого успеха во многих высоких полях-
Аэронавтика: 3D -печатные кронштейны из титановых сплавов применяются в самолетах Airbus A350 XWB, а прочность подключения между крыльями и фюзеляжем на крыльях увеличилась на 25%; Компания Comac C919 Finishing Wing Edge Plip реализует отдельную интегрированную литью с помощью технологии SLM, а скорость использования материалов была увеличена с 15% до 92%.
Автомобильное производство: BMW Group использует технологию WAAM для 3D -корпуса двигателя электромобилей 3D, снижение веса составляет 40%, рассеяние тепла на 15% более эффективно; Задняя панель Tesla Model Y принимает 6000T Integrated Die - Casting + 3 D Technology Technology, 70 в 1, время производственного цикла был удлинен до 90 секунд на штуку.
Медицинские устройства: 3D -напечатанное пористое медицинское сплавовое сплавообразное сплавное устройство с пористостью 80% синтезов Johnson & Johnson Depuy может ускорить скорость роста костных клеток в три раза; 3D -печать Cobalt Chromium Heart Heart Stent 3D -стента Cobalt Heart -Heartneers с толщиной всего 0,15 мм на 40% выше, чем традиционная технология лазерной резки.