1.Обзор технологии 3D-печати металла.
Спекание металлического порошка (SLM), иногда называемое технологией 3D-печати металла, представляет собой инновационную технологию производства, при которой металлические компоненты печатаются непосредственно из металлического порошка. Когда этот метод укладывает материалы слой за слоем для создания металлических деталей сложной формы, возникает высокая точность, высокая эффективность и большая творческая свобода.
При 3D-печати металлом скребок наносит слой металлического порошка на подложку формирующего цилиндра, а лазерный луч избирательно плавит порошок в зависимости от профиля поперечного сечения каждого слоя детали для обработки текущего слоя. Подъемная система снижает высоту одного слоя поперечного сечения после завершения спекания одного слоя, а затем укладывает еще один слой металлического порошка для спекания следующего слоя. Этот процесс продолжается слой за слоем, пока вся деталь не спечется. Весь процесс формовки проводится в технологической камере, вакуумированной или заполненной защитным газом для предотвращения взаимодействия металла с другими газами при высоких температурах.
2. Сравнение долговечности литого металла и металла, напечатанного на 3D-принтере.
механическая эффективность
Обычно металлические изделия, напечатанные на 3D-принтере, имеют механические свойства, аналогичные свойствам промышленных металлов. Точный контроль распределения материала и микроструктуры с помощью технологии 3D-печати помогает создавать металлические предметы с высокой прочностью, твердостью и износостойкостью. С другой стороны, в процессе затвердевания литые металлы склонны к появлению дефектов, включая пористость и включения, которые могут повлиять на их механические характеристики.
Свобода дизайна
Чрезвычайная гибкость дизайна и технология 3D-печати позволяют создавать сложные формы с использованием традиционных методов литья. Благодаря структурной оптимизации такая свобода проектирования помогает напечатанным на 3D-принтере металлическим деталям быть легкими, но при этом гарантирует прочность. Например, в аэрокосмической промышленности технология 3D-печати может максимизировать конструкцию компонентов самолета, тем самым снижая вес и повышая эффективность полета, сохраняя при этом стандарты прочности.
Скорость использования материалов
Метод 3D-печати металлом очень хорошо использует материалы. Ограничения формы и гибкость материала означают, что в процессе литья образуется много отходов. Благодаря точной печати в соответствии с реальной формой и размером деталей, технология 3D-печати значительно снижает отходы материала. Наряду со снижением производственных затрат это повышает эффективность использования ресурсов.
Технологические достижения постобработки
Обычно после печати металлические объекты, напечатанные на 3D-принтере, требуют последующей обработки, включая механическую обработку, нанесение покрытия и термообработку. Эти методы постобработки помогают еще больше повысить долговечность и устойчивость детали. Хотя отливка металлических деталей при постобработке довольно проста, часто бывает сложно добиться точности и производительности металлических деталей, напечатанных на 3D-принтере.
3.Преимущества и трудности технологии 3D-печати металлом.
Посредством структурной оптимизации, позволяющей свести к минимуму количество ненужных материалов и, следовательно, снизить вес деталей, технология 3D-печати позволяет добиться облегчения конструкции.
Технология 3D-печати позволяет создавать труднодоступные и сложные формы, которые удовлетворяют определенные потребности, чего не могут достичь традиционные методы литья.
Высокая точность и хорошее качество поверхности металлических деталей, напечатанных на 3D-принтере, помогают удовлетворить потребности высокоточных приложений.
Быстрое производство, ставшее возможным благодаря технологии 3D-печати, подходит для мелкосерийного производства и индивидуальных требований.
Проблема
В настоящее время довольно дорогие технологии 3D-печати металлом в основном зависят от стоимости оборудования и материалов.
Ограничения по материалам: в технологии 3D-печати металлом используется мало материалов, и некоторые из них склонны к деформации и растрескиванию во время операции печати.
Ограничение по размеру: технология 3D-печати металлом в настоящее время не подходит для изготовления крупногабаритных объектов из-за теплового стресса.
4.Технологии 3D-печати металлами: прикладные примеры
Аэрокосмическая область
3D-печать широко применяется в аэрокосмической отрасли для производства компонентов двигателей, деталей конструкции самолетов и многого другого. Этим деталям нужна не только высокая прочность и долговечность, но и легкий вес. Благодаря структурному проектированию и распределению материалов технология 3D-печати эффективно соответствует этим критериям.
Сфера автомобилестроения
Детали сложной формы, включая головки цилиндров двигателей и впускные коллекторы, производятся в сфере автомобилестроения с использованием технологий 3D-печати. Эти детали должны обладать не только высокой производительностью и точностью, но и возможностью быстрого изготовления. Благодаря точному контролю микроструктуры материала технология 3D-печати эффективно удовлетворяет эти потребности.
Медицинская профессия
Технология 3D-печати применяется в медицинском секторе для производства имплантатов и хирургических шаблонов. Эти инструменты требуют большой биосовместимости и высокой точности. Благодаря точному контролю формы и размера материала технология 3D-печати эффективно соответствует этим критериям.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-aluminum-led-radiator.html