1, Principi tècnic: Formació de mode lliure d’estructures complexes mitjançant el desplaçament acumulatiu de capes.
L’essència de la impressió 3D metàl·lica és dividir un model digital 3D en centenars a milers de capes de seccionament de la creu - i implementar una solidificació selectiva o fusió i solidificació mitjançant l’ús de - feix d’energia} (feix de làser o d’electrons que afegeix o s’assembla a la pols metàl·lica una capa alhora o una filera de metall, generant una part sòlida. Fabricació rígida convencional (gir, fresat i mòlta) i fabricació de materials iguals (fosa, forjat i soldat) per oferir tres avantatges tecnològics clau:
Fabricació sense motlles: podeu fabricar petits lots de peces directament i provar la producció massiva de peces, i no es necessita motlle. El cicle de fabricació de motlles a la indústria tradicional es pot escurçar des d’uns mesos fins a uns dies. El cost es va reduir més del 80%. Per exemple, una determinada empresa de motors d’aviació utilitza la tecnologia SLM per produir una fulla d’aliatge de titani, cosa que redueix el cost del motlle d’1,2 milions de iuans a zero i redueix el cicle de recerca i desenvolupament en un 65%.
Un pas per modelar una estructura complexa: pot fabricar estructures complexes com la gelosia, els canals de refrigeració conformals, les estructures de reducció d’optimització de la topologia, el mètode tradicional no podria ser capaç de fer. Per exemple, l’ús de SLM permetia que l’aviació de GE emmotllava no 20 que es combinen en un a la boquilla de combustible del motor LEAP, que es tradueix en una reducció de pes del 25% i el 15% d’economia de combustible millor.
Control de distribució de gradients de material: es poden fer canvis en la duresa, la conducció de calor, la resistència a la corrosió i altres propietats en diferents àrees de la part mitjançant la tecnologia de la impressió composta de material multi -material. Per exemple, un fabricant de vàlvules d’energia nucli adopta tecnologia d’impressió FGM (material de gradient funcional) per millorar el desgast - Resistència de la superfície de segellat de la vàlvula en 3 vegades sense pes creixent del cos principal
2, Control de precisió: Subversió de Micron al nanòmetre
La dificultat de les parts mecàniques de precisió altes - és controlar amb precisió la precisió dimensional, la rugositat superficial i la tolerància de la forma i la tolerància posicional. Assolint un salt en precisió deImpressió 3D de metallés possible mitjançant les següents indicacions tecnològiques:
Millora de la precisió del maquinari:
Control de diàmetre del punt: L’equip modern SLM té un sistema làser d’enfocament dinàmic i el diàmetre del punt es pot controlar amb precisió en un rang de 50 - 100 m, que és un 40% millor que l’equip antic. EG, amb 12 tecnologies d’escaneig de subjecció làser demostrades a les plantes de platí BLT-S800 amb precisió de fabricació de fulles de motor d’avions a un nivell de micròmetre de rugositat R_ a menys o igual a 3,2 μm.
Precisió posicional del sistema de moviment: el motor lineal i la regla de la regió tancada - Sistema de control de bucle s'utilitza per controlar l'error de posició de dins de 2 micres. La fiabilitat i la reproductibilitat de la forma i la posició és de ± 0,01 mm per al procés Renishaw AM400, que es tradueix en implants per a dispositius mèdics 100% estables i fiables segons la norma mèdica ISO 13485.
Optimització de paràmetres de procés:
Patró d’escaneig nou: s’utilitzen patrons de tauler i espiral en lloc de patrons continus per intentar mitigar la deformació relacionada amb l’estrès tèrmic. Un fabricant específic de peces d’automòbils ha estat informat que el nivell de deformació de la pàgina Warage dels claudàtors d’aliatge d’alumini s’ha millorat de 0,5 mm a 0,1 mm, aplicant la seva estratègia d’exploració desenvolupada.
Gruix de la capa: La possibilitat de poder imprimir amb un gruix de capa ultrafina (20-30 micres) pot produir parts de petites dimensions; amb un acabat superficial impecable. Quan s’imprimeix implants ortopèdics d’aliatge de titani, l’equip EOS M 400-4 ha adoptat el gruix de la capa de 25 μ m, la rugositat superficial de la qual disminueix de 6 μ m a 1,8 μ m, que es troben a prop del nivell de poliment.
Integració de la tecnologia de processament de post processament:
Premsa isostàtica calenta (maluc): elimina els porus interns a les parts a una temperatura alta de 1200 graus i una alta pressió de 150MPa, de manera que la densitat de les parts augmenta del 99,2% al 99,95%; La vida de fatiga de la part estructural de l'aviació es va incrementar tres vegades després de l'aplicació de la tecnologia de maluc en una determinada planta de components estructurals de l'aviació.
Polisme electroquímic (ECP): eliminació d’asperitats superficials mitjançant micro gravat electrolític per produir una superfície nanosmooth. Segons la pràctica, la rugositat superficial de la cavitat d’acer inoxidable es redueix per la tecnologia ECP de 0,4 μ m a 0,05 μ m d’una determinada empresa d’equips semiconductors, que pot satisfer els requisits de segellat de buit.
3, Desenvolupament des de metalls únics fins a materials compostos 3.1 Adaptabilitat del material
Les peces mecàniques d’alta precisió requereixen propietats de material diverses i la impressió 3D metàl·lica s’ha adonat de la cobertura de metalls comuns, aliatges d’alta temperatura, aliatges de metall lleugera, a metalls biomèdics com es requereix).
Aliatges de titani: Ti6al4v Awe té una gran força de 890 MPa amb una densitat baixa de 4,43g/cm ³ i mostra una gran biocompatibilitat, que es converteix així en un material fonamental en aeroespacial i també medicina. Un fabricant d’implants ortopèdics va aplicar la tecnologia EBSM per fabricar pròtesis d’articulació de maluc, la força d’enllaç amb el teixit ossi es va millorar en un 40 % i el període de rehabilitació d’operacions post- es va escurçar en un 30 %.
9 Aliatge a alta temperatura basat en níquel L’inconel 718 té una gran resistència (la resistència a la tracció és de 1034MPa) a 650 graus. S'ha utilitzat àmpliament per a la fulla de turbina de gas. Una empresa energètica arriba fins a les fulles de turbines de gas d'impressió 3D, amb SLM que afegeix un diàmetre de canal de refrigeració de només 0,8 mm, que ofereix un refredament millorat d'un 30% sobre els homòlegs de fosa.
Aliatge d'alumini: ALSI10MG s'ha utilitzat àmpliament en el lleuger automoció a causa de baixa densitat (2,7 g/cm ³) i propietats de colada superiors. Energy Vehicle Company utilitza Scalmalloy ® New Racing Racing Fender/Scalmalloy ® té una força que és un 50% superior a l’aliatge d’alumini tradicional i una superfície aerodinàmica complexa està formada pel conjunt.
Multi Material Composite: Material Polymer Composites Materialine es pot imprimir amb gradient mitjançant la tecnologia de Jetting Nanopartícules (NPJ). Una empresa fotovoltaica va utilitzar la tecnologia NPJ per substituir la pasta de plata com a material alternatiu, que va disminuir la quantitat de plata utilitzada en cèl·lules d’heterojunció de 130mg/full a 50mg/full i va reduir el cost per watt en 0,12 yuan.
4, L’aplicació industrial: del laboratori a l’ús industrial
Des del prototip de fabricació fins a la producció massiva, la tecnologia d’impressió 3D metall ha aconseguit l’èxit comercial en molts camps finals -
Aeronàutica: els brackets d’aliatge de titani impresos en 3D s’apliquen als avions Airbus A350 XWB i la força de connexió entre les ales i el fuselatge a les ales ha augmentat un 25%; Comac C919 Finishing Wing Strip Realitza un modelat integrat per una sola peça a través de la tecnologia SLM i la taxa d’utilització del material ha augmentat del 15% al 92%.
Fabricació d'automòbils: el grup BMW utilitza la tecnologia WAAM per a la carcassa del motor de vehicles elèctrics d'impressió 3D, la reducció de pes és del 40%, la dissipació de calor és un 15% més eficient; Tesla Model i Panell posterior Adopta 6000T Integrated Die - Casting + 3 D INSERT INSERT Tecnologia, 70 en 1, el temps del cicle de producció s'ha allargat fins a 90 segons per peça.
Dispositius mèdics: el dispositiu de fusió intervertebral de titani de titani de titani mèdic en 3D amb una porositat del 80% de Synthes de Johnson i Johnson Depuy pot accelerar la taxa de creixement de les cèl·lules òssies tres vegades; La paret de stent del cor de Cobalt de Cobalt de Siemens Healthineers, amb un gruix de només 0,15 mm és un 40% superior a la tecnologia de tall tradicional de làser.