1.Revisió de la tecnologia de metall d'impressió 3D
La sinterització de pols de metall (SLM), de vegades anomenada tecnologia metàl·lica d'impressió 3D, és una tècnica de fabricació innovadora mitjançant la qual els components metàl·lics s'imprimeixen directament a partir de pols metàl·lic. L'alta precisió, la gran eficiència i la gran llibertat creativa abunden quan aquest mètode apila materials capa per capa per crear peces metàl·liques amb formes complicades.
Durant la impressió en 3D del metall, un rascador posa una capa de pols metàl·lica sobre el substrat del cilindre de formació i un raig làser fon selectivament la pols en funció del perfil de la secció transversal de cada capa de la peça per processar la capa actual. El sistema d'elevació redueix l'alçada d'una capa de secció transversal un cop acabada una capa de sinterització, després col·loca una altra capa de pols metàl·lica per sinteritzar la següent capa. Capa a capa aquest procés es continua fins que tota la porció es sinteritza. Tot el procés de conformació es realitza en una cambra de processament evacuada o plena de gas protector per evitar que el metall interaccioni amb altres gasos a altes temperatures.
2. Comparació entre la durabilitat del metall fos i el metall imprès en 3D
eficàcia mecànica
Normalment, els articles metàl·lics impresos en 3D tenen qualitats mecàniques similars a les dels metalls fabricats. El control exacte de la distribució del material i la microestructura de la tecnologia d'impressió 3D ajuda a generar objectes metàl·lics amb gran resistència, duresa i resistència al desgast. D'altra banda, durant el procés de solidificació, els metalls colats són propensos a defectes com ara porositat i inclusions que podrien influir en les seves característiques mecàniques.
Llibertats de disseny
La flexibilitat de disseny extrema i la tecnologia d'impressió 3D poden crear formes difícils d'obtenir complicades mitjançant tècniques de fosa convencionals. Mitjançant l'optimització estructural, aquesta llibertat de disseny ajuda a les peces metàl·liques impreses en 3D a ser lleugeres però garanteix la resistència. A la indústria aeroespacial, per exemple, la tecnologia d'impressió 3D pot maximitzar la construcció de components d'avions, reduint així el pes i augmentant l'eficiència del vol tot i així complir els estàndards de resistència.
Taxa d'ús de materials
El mètode d'impressió 3D de metall utilitza molt bé els materials. Les restriccions del motlle i la flexibilitat del material fan que es produeixin molts residus al llarg del procés de fosa. En imprimir amb precisió en línia amb la forma i la mida reals de les peces, la tecnologia d'impressió 3D redueix dràsticament els residus de material. Juntament amb la reducció dels costos de fabricació, això augmenta l'efectivitat de l'ús dels recursos.
Avenços tecnològics de postprocessament
Normalment, després de la impressió, els objectes metàl·lics impresos en 3D necessiten un postprocessament inclòs el processament mecànic, el recobriment i el tractament tèrmic. Aquests mètodes de postprocessament ajuden a augmentar encara més la durabilitat i la resistència de la peça. Tot i que la colada de peces metàl·liques és bastant fàcil en el postprocessament, sovint és difícil aconseguir la precisió i el rendiment de les peces metàl·liques impreses en 3D.
3. Avantatges i dificultats de les tecnologies metàl·liques d'impressió 3D
Mitjançant l'optimització estructural per minimitzar els materials innecessaris, reduint per tant el pes de les peces, la tecnologia d'impressió 3D pot aconseguir un disseny lleuger.
La tecnologia d'impressió 3D pot produir formes complicades de difícil accés que satisfan determinades necessitats mitjançant les quals les tècniques de fosa tradicionals no poden aconseguir.
L'alta precisió i la bona qualitat superficial de les peces metàl·liques impreses en 3D ajuden a satisfer les necessitats d'aplicacions d'alta precisió.
La producció ràpida feta possible gràcies a la tecnologia d'impressió 3D s'adapta a la fabricació de lots petits i als requisits personalitzats.
Problema
Actualment, bastant cares, les tecnologies metàl·liques d'impressió 3D estan influenciades principalment pels costos dels equips i dels materials.
Restriccions de materials: hi ha pocs materials utilitzats en la tecnologia metàl·lica d'impressió en 3D, i alguns d'ells són propensos a deformar-se i esquerdar-se durant l'operació d'impressió.
Restricció de mida: la tecnologia metàl·lica d'impressió 3D no és adequada per a la fabricació d'objectes de gran mida ara mateix a causa de l'estrès tèrmic.
Tecnologia metàl·lica d'impressió 4.3D: casos aplicats
Àrea aeroespacial
La impressió 3D s'aplica àmpliament al sector aeroespacial per produir components de motors, peces estructurals d'avions i molt més. Aquestes peces no només necessiten una gran resistència i durabilitat, sinó també qualitats lleugeres. Mitjançant el disseny estructural i la distribució de materials, la tecnologia d'impressió 3D ha complert eficaçment aquests criteris.
L'àmbit de la fabricació d'automòbils
En el camp de la fabricació d'automòbils es produeixen components de forma complexa, com ara les culatades del motor i els col·lectors d'admissió, mitjançant tecnologies d'impressió 3D. Aquestes peces necessiten no només un gran rendiment i precisió, sinó també una capacitat de fabricació ràpida. Mitjançant el control exacte de la microestructura del material, la tecnologia d'impressió 3D satisfà aquestes necessitats de manera efectiva.
Professió mèdica
La tecnologia d'impressió 3D s'aplica al sector mèdic per produir implants i guies quirúrgiques. Aquestes eines exigeixen una gran biocompatibilitat i una gran precisió. Mitjançant el control exacte de la forma i la mida del material, la tecnologia d'impressió 3D ha complert eficaçment aquests criteris.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-aluminum-led-radiator.html