Un dels reptes de precisió de la tecnologia d'impressió 3D de metall
Un dels principals avantatges de les tecnologies d'impressió 3D de metall és la seva gran precisió. La seva precisió teòricament pot ser de 0.01 mil·límetre o fins i tot millor. En usos pràctics, però, la precisió dimensional general es troba dins de ± 0,1 mm/1{00 mm, amb un límit de ± 0,05 mm; la precisió dels equips principals sovint es controla en 0,05 mil·límetres. Tot i que aquest grau de precisió ja és molt elevat, en algunes situacions d'aplicació particulars encara es necessita més precisió per satisfer els criteris de disseny.
L'estabilitat del làser, la velocitat d'escaneig, el gruix de la capa de pols, etc. influeixen en la precisió dels equips d'impressió 3D de metall entre altres elements. La interacció entre aquests elements fa que sigui difícil augmentar encara més la precisió de l'equip general.
L'impacte de les característiques mecàniques: les característiques tèrmiques i físiques de diversos materials metàl·lics difereixen molt; aquests factors inclouen el punt de fusió i el coeficient d'expansió tèrmica, que poden influir en la precisió durant tot el procés d'impressió. Per exemple, certs materials són propensos a l'estrès tèrmic durant el procés de fusió, que provoca la deformació o la fractura dels components.
En la impressió 3D de metall s'utilitzen diversos paràmetres de procés, com ara la potència del làser, la velocitat d'escaneig, el gruix de la capa, la mida de les partícules de pols, etc. El control de precisió depèn de l'optimització d'aquestes característiques; no obstant això, en l'operació pràctica de vegades és difícil identificar la barreja ideal, de manera que segueixen variacions en la precisió.
La precisió no només és important per a la qualitat dels components metàl·lics impresos en 3D, sinó també diversos altres factors, com ara la qualitat de la superfície, els defectes interns i les característiques mecàniques. El control de qualitat d'aquestes regions també presenta altres dificultats.
Control de qualitat de la superfície: les variacions en el gruix de la capa de pols, el camí d'escaneig làser i les tecnologies de postprocessament influeixen en la qualitat superficial de les peces metàl·liques impreses en 3D. Els efectes directes sobre l'aspecte i el rendiment dels components són la rugositat de la superfície, l'ondulació i altres indicadors.
Els components metàl·lics impresos en 3D podrien contenir defectes interns, com ara fractures, inclusions i porus que comprometen seriosament les característiques mecàniques i la vida útil dels components. Les tècniques convencionals de proves no destructives, com ara proves de raigs X, proves d'ultrasons, etc., troben dificultats i poca precisió a l'hora d'identificar les complexes formes geomètriques i estructures internes dels components metàl·lics impresos en 3D. La detecció de micro CT és cara i té algunes restriccions sobre la mida dels components i els materials, fins i tot si té una gran resolució i capacitat de detecció.
El control del rendiment mecànic es refereix a diferents elements que afecten les qualitats mecàniques dels components metàl·lics impresos en 3D: orientació d'impressió, tècnica de tractament tèrmic i composició del material. Les diferents direccions de les qualitats mecàniques poden provocar una fallada dels components durant el funcionament. A més, de gran importància per a les propietats mecàniques són l'elecció i optimització de les tècniques de tractament tèrmic; però, en les operacions pràctiques, això de vegades és difícil de regular amb precisió.
Les solucions per als problemes de precisió i control de qualitat de la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica es poden trobar en els següents àmbits:
Optimització i actualització d'equips: la precisió general de l'equip es pot augmentar mitjançant una millor estabilitat del làser, una velocitat d'escaneig més ràpida, un gruix òptim de la capa de pols i altres factors. La introducció simultània de sistemes de control i sensors moderns té com a objectiu proporcionar un seguiment en temps real i un control de retroalimentació del procés d'impressió.
Recerca de materials i elecció: Creeu nous materials metàl·lics per satisfer diverses situacions d'aplicació gràcies a unes característiques termofísiques i d'impressió excepcionals. Paral·lelament a això, s'ha de dur a terme una investigació exhaustiva dels materials actuals per comprendre el seu comportament al llarg del procés d'impressió, oferint, per tant, un marc teòric per a l'optimització dels paràmetres del procés.
Estandardització i optimització dels paràmetres del procés: mitjançant un estudi experimental exhaustiu i anàlisi de dades, identifiqueu la combinació ideal de factors de procés i produïu especificacions de procés d'impressió estandarditzades. Això ajuda a minimitzar les variacions de precisió i qualitat i així millorar la consistència i la fiabilitat dels components.
Tecnologia d'assaig no destructiu: innovació i millora Crear estratègies i enfocaments innovadors d'assaig no destructiu per a les complexes formes geomètriques i la integritat estructural interna dels objectes metàl·lics impresos en 3D. Desenvolupar equips i eines de prova d'ultrasons adequats per a components metàl·lics impresos en 3D; Utilitzeu potents algorismes de processament d'imatges i tecnologia d'intel·ligència artificial per augmentar la precisió i l'eficiència de la detecció de Micro CT.
Predicció i control de propietats mecàniques: l'establiment d'un model de predicció del rendiment mecànic per a components metàl·lics impresos en 3D permet el control de la direcció d'impressió, el procés de tractament tèrmic, l'optimització i el control d'altres paràmetres. Simultàniament amb aquesta introducció de tècniques i equips de prova de rendiment mecànic sofisticats, hi ha una avaluació i anàlisi exhaustiva del rendiment mecànic dels components.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-robotic-gripper.html