Jedna z výziev presnosti technológie 3D tlače kovov
Jednou z hlavných výhod kovových 3D tlačových technológií je jej veľká presnosť. Jeho presnosť môže byť teoreticky 0.01 milimeter alebo ešte lepšia. Pri praktickom použití je však všeobecná rozmerová presnosť v rozmedzí ± 0,1 mm/10}0 mm, s limitom ± 0,05 mm; presnosť bežných zariadení je často kontrolovaná do 0,05 milimetra. Aj keď je tento stupeň presnosti už skutočne vysoký, v niektorých konkrétnych aplikačných situáciách je na splnenie kritérií návrhu stále potrebná väčšia presnosť.
Stabilita lasera, rýchlosť skenovania, hrúbka práškovej vrstvy atď. ovplyvňujú presnosť kovového 3D tlačového zariadenia okrem iných prvkov. Interakcia medzi týmito prvkami sťažuje ešte väčšie zvýšenie presnosti všeobecného zariadenia.
Vplyv mechanických vlastností: Tepelné a fyzikálne vlastnosti rôznych kovových materiálov sa značne líšia; tieto faktory zahŕňajú bod topenia a koeficient tepelnej rozťažnosti, ktoré môžu ovplyvniť presnosť počas celého procesu tlače. Napríklad určité materiály sú počas procesu tavenia náchylné na tepelné namáhanie, ktoré spôsobuje deformáciu alebo zlomenie komponentov.
V kovovej 3D tlači sa používa viacero parametrov procesu - vrátane výkonu lasera, rýchlosti skenovania, hrúbky vrstvy, veľkosti častíc prášku atď. Presné riadenie závisí od optimalizácie týchto charakteristík; napriek tomu je pri praktickej prevádzke niekedy náročné identifikovať ideálnu zmes, takže nasledujú odchýlky v presnosti.
Pre kvalitu kovových 3D tlačených komponentov je dôležitá nielen presnosť, ale aj niekoľko ďalších faktorov vrátane kvality povrchu, vnútorných chýb, mechanických vlastností. Kontrola kvality týchto regiónov predstavuje aj ďalšie ťažkosti.
Kontrola kvality povrchu: Zmeny v hrúbke práškovej vrstvy, dráhe laserového skenovania a technológiách následného spracovania ovplyvňujú kvalitu povrchu kovových 3D tlačených dielov. Priame vplyvy na vzhľad a výkon komponentov sú drsnosť povrchu, zvlnenie a ďalšie ukazovatele.
Kovové 3D tlačené komponenty môžu obsahovať vnútorné chyby vrátane zlomenín, inklúzií a pórov, ktoré vážne ohrozujú mechanické vlastnosti a životnosť komponentov. Konvenčné nedeštruktívne testovacie techniky vrátane röntgenového testovania, ultrazvukového testovania atď. majú ťažkosti a nízku presnosť pri identifikácii zložitých geometrických tvarov a vnútorných štruktúr kovových 3D tlačených komponentov. Mikro CT detekcia je drahá a má určité obmedzenia týkajúce sa veľkosti komponentov a materiálov, aj keď má veľké rozlíšenie a detekčnú kapacitu.
Mechanická kontrola výkonu sa vzťahuje na Mechanické vlastnosti kovových 3D tlačených komponentov ovplyvňujú rôzne prvky: orientácia tlače, technika tepelného spracovania a materiálové zloženie. Rôzne smery mechanických vlastností môžu spôsobiť poruchu komponentov počas prevádzky. Okrem toho je pre mechanické vlastnosti veľmi dôležitý výber a optimalizácia techník tepelného spracovania; ale v praktických prevádzkach je to niekedy náročné presne regulovať.
Riešenia pre problémy s presnosťou a kontrolou kvality technológie kovovej 3D tlače možno nájsť v nasledujúcich oblastiach:
Optimalizácia a aktualizácia zariadenia: Všeobecnú presnosť zariadenia možno zvýšiť pomocou lepšej stability lasera, vyššej rýchlosti skenovania, optimálnej hrúbky vrstvy prášku a ďalších faktorov. Simultánne zavedenie moderných riadiacich systémov a senzorov má za cieľ zabezpečiť monitorovanie a spätnú väzbu procesu tlače v reálnom čase.
Výskum materiálov a výber: Vytvárajte nové kovové materiály na uspokojenie rôznych aplikačných situácií tým, že majú vynikajúce termofyzikálne a tlačové vlastnosti. Súčasne s tým by sa mal vykonať dôkladný výskum súčasných materiálov, aby sa pochopilo ich správanie počas procesu tlače, čím sa ponúka teoretický rámec pre optimalizáciu parametrov procesu.
Štandardizácia a optimalizácia parametrov procesu: Pomocou komplexnej experimentálnej štúdie a analýzy údajov identifikujte ideálnu kombináciu procesných faktorov a vytvorte štandardizované špecifikácie tlačového procesu. To pomáha minimalizovať odchýlky v presnosti a kvalite, a tým zvýšiť konzistenciu a spoľahlivosť komponentov.
Technológia nedeštruktívneho testovania: inovácie a zlepšenie Vytvorte inovatívne stratégie a prístupy nedeštruktívneho testovania pre zložité geometrické tvary a vnútornú štrukturálnu integritu kovových 3D tlačených predmetov. Vyvinúť ultrazvukové testovacie zariadenia a nástroje vhodné pre kovové 3D tlačené komponenty; používať výkonné algoritmy spracovania obrazu a technológiu umelej inteligencie na zvýšenie presnosti a účinnosti detekcie Micro CT.
Predikcia a kontrola mechanických vlastností: Vytvorenie modelu predikcie mechanického výkonu pre kovové 3D tlačené komponenty umožňuje kontrolu smeru tlače, procesu tepelného spracovania, optimalizáciu a kontrolu iných parametrov. Súčasne s týmto zavedením sofistikovaných techník a zariadení na testovanie mechanického výkonu prebieha dôkladné vyhodnotenie a analýza mechanického výkonu komponentov.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-robotic-gripper.html