Impressió 3D de metall
Descripció breu:
La impressió 3D de metall ésun procés de formació de peces mitjançant escalfament, sinterització, fusió i refredament de pols de metall mitjançant escaneig de làser o feix d'electrons sota el control de l'ordinador. La impressió 3D no necessita motlles, formant un cost ràpid i alt, adequat per a la producció de mostres i lots petits.
La impressió 3D de metall (3DP) és una mena de tecnologia de prototipat ràpid. És una tecnologia basada en fitxers de models digitals, que utilitza pols de metall o plàstic i altres materials adhesius per construir objectes mitjançant la impressió en capa. La diferència entre la impressió 3D de metall i la impressió 3D de plàstic: són dues tecnologies. La matèria primera de la impressió 3D de metall és pols de metall, que es produeix i s’imprimeix mitjançant sinterització làser a alta temperatura. El material utilitzat per a la impressió 3D de plàstic és líquid, que és irradiat al material líquid per raigs ultraviolats de diferents longituds d’ona, cosa que provoca una reacció de polimerització i un curat.
1. Característiques de la impressió 3D metàl·lica
1. avantatges de la impressió 3D de metall
A. Prototipatge ràpid de peces
B. Aquesta tecnologia pot utilitzar materials metàl·lics prims en pols per produir formes complexes que la tecnologia tradicional no pot realitzar, com la fosa, la forja i el processament.
En comparació amb els processos de fabricació tradicionals, la impressió 3D té molts avantatges, incloent:
A. elevada taxa d’utilització global dels materials;
B. no cal obrir el motlle, menys procés de fabricació i cicle curt;
C El temps del cicle de fabricació és curt. En particular, la impressió 3D de peces amb formes complexes requereix una cinquena part o fins i tot una dècima part del temps de mecanitzat ordinari
D. es poden fabricar peces amb una estructura complexa, com ara un canal de flux conformal intern;
E. disseny gratuït segons els requisits de propietat mecànica sense tenir en compte el procés de fabricació.
La seva velocitat d’impressió no és elevada i s’utilitza generalment en la fabricació ràpida de peces per lots individuals o petites, sense el cost ni el temps d’obertura del motlle. Tot i que la impressió 3D no és adequada per a la producció en massa, es pot utilitzar per a la fabricació ràpida de diversos motlles per a la producció en massa.
2 .inconvenients de la impressió 3D metàl·lica
La impressió 3D de metall ofereix noves possibilitats de disseny, com ara la integració de múltiples components en el procés de producció per minimitzar l’ús de material i els costos de processament de motlles.
A). La desviació de les peces d’impressió 3D metàl·liques és generalment superior a + / -0,10 mm i la precisió no és tan bona com la de les màquines eina ordinàries.
B) La propietat del tractament tèrmic de la impressió 3D de metall es deformarà: el punt de venda de la impressió 3D de metall és principalment d'alta precisió i forma estranya. Si la impressió 3D de peces d’acer es tracta tèrmicament, les peces perdran precisió o hauran de ser processades de nou per màquines-eina
Part del mecanitzat tradicional de reducció de materials pot produir una capa d’enduriment molt prima a la superfície de les peces. La impressió 3D no és tan bona. A més, l'expansió i la contracció de les peces d'acer són greus en el procés de mecanitzat. La temperatura i la gravetat de les peces afectaran greument la precisió
2. Materials utilitzats per a la impressió 3D de metall
Inclou acer inoxidable (AISI316L), alumini, titani, Inconel (Ti6Al4V) (625 o 718) i acer martensític.
1) .strument i acers martensítics
2). d'acer inoxidable.
3). Aliatge: l’aliatge de pols de metall més utilitzat per a materials d’impressió 3D és el titani pur i l’aliatge de titani, l’aliatge d’alumini, l’aliatge de base de níquel, l’aliatge de cobalt i de crom, l’aliatge de base de coure, etc.
Peces d’impressió 3D de coure
Peces d’impressió 3D d’acer
Peces d’impressió 3D d’alumini
Inserció de motlles per a impressió 3D
3. Tipus d’impressió 3D metàl·lica
Hi ha cinc tipus de tecnologies d’impressió 3D de metall: SLS, SLM, npj, lens i EBSM.
1). sinterització làser selectiva (SLS)
SLS està compost per un cilindre de pols i un cilindre de formació. El pistó del cilindre de pols s’eleva. La pols es col·loca de manera uniforme sobre el cilindre formador mitjançant la llosa. L'ordinador controla la pista d'escaneig bidimensional del feix làser segons el model de tall del prototip. El material sòlid en pols es sinteritza selectivament per formar una capa de la peça. Després de completar una capa, el pistó de treball deixa caure un gruix de capa, el sistema de dispersió de pols estén pols nova i controla el feix làser per escanejar i sinteritzar la nova capa. D’aquesta manera, el cicle es repeteix capa per capa fins que es formen les parts tridimensionals.
2). fusió làser selectiva (SLM)
El principi bàsic de la tecnologia de fusió selectiva per làser és dissenyar el model sòlid tridimensional de la peça mitjançant el programari de modelatge tridimensional com Pro / E, UG i CATIA a l’ordinador i, a continuació, tallar el model tridimensional a través del programari de tallar, obtenir les dades de perfil de cada secció, generar el camí d’escaneig d’ompliment a partir de les dades del perfil, i l’equip controlarà la fusió selectiva del feix làser segons aquestes línies d’escaneig d’ompliment. Cada capa de material metàl·lic en pols s’apila gradualment en tres peces metàl·liques dimensionals. Abans que el raig làser comenci a escanejar-se, el dispositiu de dispersió de pols empeny la pols metàl·lica a la placa base del cilindre formador i, a continuació, el raig làser fon la pols a la placa base segons la línia d’escaneig d’ompliment de la capa actual i processa la capa actual i, a continuació, el cilindre formador descendeix una distància de gruix de capa, el cilindre de pols augmenta una certa distància de gruix, el dispositiu d’estendre pols estén la pols metàl·lica sobre la capa actual processada i l’equip s’ajusta Introduïu les dades del contorn de la capa següent per a processant i després processant capa per capa fins que es processi tota la peça.
3). nanopartícules en polvorització formant metall (NPJ)
La tecnologia d'impressió 3D ordinària de metall consisteix a utilitzar làser per fondre o sinteritzar partícules de pols de metall, mentre que la tecnologia npj no utilitza forma de pols, sinó estat líquid. Aquests metalls s'emboliquen en un tub en forma de líquid i s'insereixen en una impressora 3D, que utilitza "ferro fos" que conté nanopartícules metàl·liques per polvoritzar-se en forma quan s'imprimeix metall. L’avantatge és que el metall s’imprimeix amb ferro fos, tot el model serà més suau i el capçal d’impressió per raig de tinta normal es pot utilitzar com a eina. Quan s’acabi la impressió, la cambra de construcció evaporarà l’excés de líquid escalfant-se, deixant només la part metàl·lica
4). làser a prop de la configuració de la xarxa (lent)
La tecnologia de làser a prop de xarxa (lent) utilitza al mateix temps el principi del transport de làser i pols. El model CAD 3D de la peça es divideix per ordinador i s’obtenen les dades de contorn del pla 2D de la peça. Tot seguit, aquestes dades es transformen en la pista de moviment de la taula de treball NC. Al mateix temps, la pols metàl·lica s’introdueix a la zona d’enfocament del làser a una velocitat d’alimentació determinada, es fon i es solidifica ràpidament i, a continuació, es poden obtenir les parts properes de la forma de la xarxa apilant punts, línies i superfícies. Les peces formades es poden utilitzar sense o només amb una petita quantitat de processament. Lens pot realitzar la fabricació lliure de motlles de peces metàl·liques i estalviar molts costos.
5). fusió de feixos d'electrons (EBSM)
La tecnologia de fosa de feixos d’electrons va ser desenvolupada i utilitzada per primera vegada per la companyia arcam a Suècia. El seu principi és utilitzar una pistola d'electrons per disparar l'energia d'alta densitat generada pel feix d'electrons després de la deflexió i l'enfocament, cosa que fa que la capa de pols de metall escanejat generi alta temperatura en àrees petites locals, cosa que provoca la fusió de partícules de metall. L'exploració contínua del feix d'electrons farà que les petites piscines de metall fos es fonguin i solidifiquin mútuament i formin la capa de metall lineal i superficial després de la connexió.
Entre les cinc tecnologies d’impressió de metalls anteriors, SLS (sinterització làser selectiva) i SLM (fusió làser selectiva) són les principals tecnologies d’aplicació en impressió de metalls.
4. Aplicació de la impressió 3D metàl·lica
Sovint s’utilitza en la fabricació de motlles, el disseny industrial i altres camps per fabricar models i, posteriorment, s’utilitza gradualment en la fabricació directa d’alguns productes i, posteriorment, s’utilitza en la fabricació directa d’alguns productes. Ja hi ha peces impreses per aquesta tecnologia. La tecnologia té aplicacions en joies, calçat, disseny industrial, arquitectura, enginyeria i construcció (AEC), automoció, aeroespacial, indústries dentals i mèdiques, educació, sistemes d’informació geogràfica, enginyeria civil, armes de foc i altres camps.
La impressió 3D de metall, amb els avantatges d’emmotllament directe, sense motlle, disseny personalitzat i estructura complexa, alta eficiència, baix consum i baix cost, s’ha utilitzat àmpliament en aplicacions d’enginyeria petroquímica, aeroespacial, fabricació d’automòbils, motlle d’injecció, fosa d’aliatge de metall lleuger , tractament mèdic, indústria paperera, indústria energètica, processament d’aliments, joies, moda i altres camps.
La productivitat de la impressió metàl·lica no és elevada, normalment s’utilitza per a la fabricació ràpida de peces de lot únic o petit, sense el cost ni el temps d’obertura del motlle. Tot i que la impressió 3D no és adequada per a la producció en massa, es pot utilitzar per a la fabricació ràpida de diversos motlles per a la producció en massa.
1). sector industrial
Actualment, molts departaments industrials han utilitzat impressores 3D de metall com a màquines diàries. En la fabricació de prototips i en la producció de models, gairebé s’utilitza la tecnologia d’impressió 3D. Al mateix temps, també es pot utilitzar en la producció d’algunes peces grans
La impressora 3D imprimeix les peces i les munta. En comparació amb el procés de fabricació tradicional, la tecnologia d’impressió 3D pot escurçar el temps i reduir el cost, però també aconseguir una producció més gran.
2). Camp mèdic
La impressió 3D de metall s’utilitza àmpliament en el camp mèdic, especialment en odontologia. A diferència d'altres cirurgies, la impressió metàl·lica en 3D s'utilitza sovint per imprimir implants dentals. El major avantatge d’utilitzar la tecnologia d’impressió 3D és la personalització. Els metges poden dissenyar implants segons les condicions específiques dels pacients. D’aquesta manera, el procés de tractament del pacient reduirà el dolor i hi haurà menys problemes després de l’operació.
3). joieria
Actualment, molts fabricants de joies s'estan transformant de la impressió 3D de resina i la fabricació de motlles de cera a la impressió 3D de metall. Amb la millora contínua del nivell de vida de les persones, la demanda de joies també és més gran. A la gent ja no li agraden les joies comunes al mercat, però volen tenir joies personalitzades úniques. Per tant, serà la tendència de desenvolupament futur de la indústria de la joieria la realització de personalitzacions sense motlles, entre les quals la impressió 3D de metall tindrà un paper molt important.
4). Aeroespacial
Molts països del món han començat a utilitzar la tecnologia d’impressió 3D metàl·lica per aconseguir el desenvolupament de la defensa nacional, l'aeroespacial i altres camps. La primera planta d’impressió 3D de GE al món, construïda a Itàlia, és l’encarregada de fabricar peces per a motors de reacció de salt, cosa que demostra la capacitat de la impressió 3D de metall.
5). Automoció
El temps d’aplicació de la impressió 3D de metall a la indústria de l’automòbil no és massa llarg, però té un gran potencial i un desenvolupament ràpid. Actualment, BMW, Audi i altres fabricants d'automòbils coneguts estudien seriosament com utilitzar la tecnologia d'impressió 3D de metall per reformar el mode de producció
La impressió 3D de metall no està limitada per la forma complexa de les peces, directament formades, ràpides i eficients, i no necessita una elevada inversió del motlle, que és adequat per a la fabricació moderna. Es desenvoluparà i s'aplicarà ràpidament ara i en el futur. Si teniu peces metàl·liques que necessiten impressió 3D, poseu-vos en contacte amb nosaltres.
La impressió 3D de metall no està limitada per la forma complexa de les peces, directament formades, ràpides i eficients, i no necessita una elevada inversió del motlle, que és adequat per a la fabricació moderna. Es desenvoluparà i s'aplicarà ràpidament ara i en el futur. Si teniu peces metàl·liques que necessiten impressió 3D,poseu-vos en contacte amb nosaltres.
