Aký je pracovný princíp kovovej 3D tlače v priemyselnom vybavení?

Srdce technológie: posun vo výrobe od subtraktívnych na aditívnu výrobu
Najdôležitejšia časťkovová 3D tlačje kovové ingrediencie dole presne správnym spôsobom, čo sa robí priamo digitálnymi modelmi. To úplne zmení typický cyklus výroby „prázdna spracovanie“. Zariadenie Platinum BLT - S1500 má 10-laserový synchrónny skenovací systém, ktorý mu umožňuje tlačiť s najvyššou presnosťou 0,06 mm na vrstvu vo formovacej komore, ktorá je široká 1,5 metra. V jeho pracovnom toku sú štyri hlavné kroky:
Modelovanie a krájanie v digitálnej podobe: Na výrobu 3D modelov použite softvér CAD a potom pomocou softvéru na krájanie ako Magics ich zmeníte na súbory STL, ktoré je možné prečítať. Nastavte hrúbku vrstvy na 0,02–0,1 mm v závislosti od vlastností materiálu.
Predbežné ošetrenie práškového lôžka: Práškové šírenie zariadenia rovnomerne šíri sférický prášok zliatiny titánu na pracovnom stole vo vákuovom alebo inertnom plynovom prostredí. Hrúbka vrstvy je regulovaná na ± 5 μm.
Selektívne topenie s vysokým - energetickým lúčom: Laserové galvanometrové zariadenie sa pohybuje rýchlosťou 20 m/s cez prúdovú vrstvu Cross -, roztopenie prášku do kladného tekutého kovu. Konvekcia Marangoni potom pomáha kovu hustejšie a stuhnutú.
Vrstva po stohovaní vrstvy: pracovný stôl je znížená hrúbkou jednej vrstvy a cyklus uloženého prášku, topenia a tuhosti sa opakuje, až kým sa nevytvorí kovový objekt s hustotou blízkym 100%.
Tento nový spôsob výroby vecí zvýšil mieru využitia materiálu z 10% - 20%v starých metódach nad 90%. Napríklad 3D tlačená verzia hlavného ložiskového sedadla GE's Wind Power je o 40% ľahšia ako kované diely a znižuje čas vývoja z 18 mesiacov na 3 mesiace. Päť primárnych postupov sa navzájom líši, pokiaľ ide o technológiu.
Momentálne sa v priemysle používajú dva primárne typy technológie 3D tlače kovu: tavenie práškového lôžka a usmernenie smerovej energie. Medzi nimi existujú veľké rozdiely, pokiaľ ide o ich technologické vlastnosti a situácie, v ktorých by sa mohli použiť:
1. Metóda pre topenie práškových postelí
Selektívne laserové topenie (SLM): Môže rezať zliatiny titánu, zliatiny založené na nikle - a zliatiny z nehrdzavejúcej ocele 17-4ph s vláknami, ktoré používajú 1 000 až 2000 W energie a dynamické zaostrenie zrkadiel na vytvorenie miesta, ktoré je široké 0,05 mm. Technológia duálnej laserovej spolupráce spoločnosti Platinum Technology zvýšila tlač 200% rýchlejšie a znížila náklady na výrobu trysiek z paliva letectva o 65% pre každú komponent.
Selektívne topenie elektrónového lúča (EBSM) je metóda, ktorá používa elektrónový lúč s 30 kW na prácu vo vákuu a skenovanie rýchlosti 8 m/s. Najlepšie je pre prácu s kovmi s vysokými bodmi topenia, ako je tantalum a volfrám. Spoločnosť Siemens Energy využíva túto technológiu na výrobu hárkov trubíc jadrového parného generátora. Zníži počet zvarov zo 127 na 3 a znižuje nebezpečenstvo úniku o 90%.
Metóda usmerňovanej energetickej depozície laser v blízkosti formovania Nett (šošovka): Systém kŕmenia koaxiálneho prášku vysiela kovový prášok s priemerom 45–106 μm do oblasti zaostrenia laserom, aby sa vytvorili gradientové materiály. Pomocou tejto technológie spoločnosť Honeywell urobila disk TI6AL4V/Inconel 718 Bimetalic Turbine, ktorý je trikrát odolný voči tepelnej únave.
Výroba aditív oblúka (WAAM): Táto metóda používa oblúk MIG/TIG ako zdroj tepla a môže uložiť až 8 kg/h, čo je v poriadku na výrobu masívnych konštrukčných častí. Technológia 3D tlače pre morské hriadele hriadele vyrobené spoločnosťou CSIC 725 znížila náklady na materiál o 40% a zvýšila výrobu o 70%.
Veľké kroky vpred vo vede o materiáloch
Materiálny systém pre kovovú 3D tlač sa mení zo štandardných zliatin na funkčné a inteligentné:
Vývoj vysokých - zliatiny Performance: Shagang Group vytvorila teplotnú zliatinu GTD222 - založenú na vysokej - v reakcii na dopyt v leteckom priemysle. Má pevnosť v ťahu 1200 mPa pri 650 stupňov, čo je o 25% vyššia ako typický materiál GH4169.
Multi - kompozitná technológia materiálu: Zmenou veľkosti častíc prášku (napríklad 45 μm bázického prášku a 15 μM rafinovaného prášku) sa môže veľkosť zliatia z zrna znížiť z 50 μM na 10 μm, čo jej dáva únavovú životnosť viac ako 10 ⁷ cyklov.
Pomocou inteligentných materiálov: Na vytvorenie adaptívneho ventilu, ktorý dokáže automaticky zmeniť jeho otvor medzi 40 a 80 stupňami, sú častice zliatiny tvarovej pamäte implantované do 316L z nehrdzavejúcej ocele. Nepresnosť sa udržiava na ± 0,5 stupňa.
Hlboké penetrácie do priemyselného - Použitie triedy
Tri vysoké - koncové priemyselné oblasti využívali veľa technológie kovovej 3D tlače:
Aerospace: lietadlo Airbus A350XWB má zátvorky z zliatiny Titánovej zliatiny 3D, vďaka ktorým je štruktúra o 30% ľahšia a palivová účinnosť o 2% lepšia. Projekt Rolls Royce Ultrafan Engine používal technológiu 3D tlače na zníženie počtu čepelí kompresora z 36 na 18 rokov. Vďaka tomu bol ťah - na - pomer hmotnosti o 15% vyšší.
Energetické nástroje: Štvrtá generácia jadrového výkonu High - Teplotný plyn chladený generátor reaktora Generátor vyrobený spoločnosťou State Power Investment Corporation používa 3D tlačené nickel - zliatiny zliatiny prenosu tepla. Vďaka tomu je účinnosť prenosu tepla 92%, čo je o 8 percentuálnych bodov vyššia ako tradičné vzory.
Skupina BMW použila v modeli elektrického vozidla IX3 3D tlače hliníkovej zliatiny. Vďaka tomu bolo auto o 12 kg ľahšie a zvýšilo rozsah NEDC o 15 km.