Quines són les maneres habituals de donar suport a la impressió 3D de metall?

一, Suport mecànic tradicional: trobar un equilibri entre dany i eficiència
1. Desmuntar eines a mà: fàcil però perillós
Per als elements geomètrics elementals, la gent encara utilitza principalment instruments manuals com alicates i pinces. Per exemple, mentre imprimeix un impulsor d'aliatge de titani, l'operador ha de desenganxar-se lentament al llarg de la línia on es troben el suport i les seccions. Tanmateix, aquest procés té alguns problemes importants:
Concentració de l'esforç al punt de contacte: les eines poden provocar fàcilment deformacions o fins i tot trencar-se en construccions de parets fines-o en voladís quan les posen pressió. En una situació que implicava un injector de combustible de motor d'aviació, la retirada del suport a mà va provocar microesquerdes en una zona amb un gruix de paret de 0,3 mm i la taxa de ferralla final va ser del 15%.
Danys a la superfície: després de fondre's a altes temperatures, la pols metàl·lica s'enganxa fermament al suport. El peeling forçat normalment deixa rascades o forats. Quan treu el suport manual per a implants mèdics, la rugositat superficial (valor Ra) és generalment superior a 10 μm, que és molt superior al requisit clínic de 2 μm.
2. Mecanitzat CNC: l'equilibri entre precisió i cost
El fresat CNC és ara la millor manera de fer peces d'alta{0}}precisió. Un centre de mecanitzat d'enllaços de cinc-eixos d'EOS, una empresa alemanya, pot eliminar el suport residual fins a un nivell de 0,01 mm. Però hi ha dos grans problemes amb aquesta tecnologia:
Residus de material: per estalviar temps de mecanitzat, s'han d'utilitzar més materials durant el disseny de la peça. Això vol dir que només s'utilitza entre el 20% i el 30% de la pols.
Llindar per a l'equip: les màquines eina CNC-de gamma alta costen més d'un milió de dòlars, cosa que és massa per a les petites i mitjanes empreses-per pagar. Això fa que sigui més difícil que la tecnologia s'utilitzi més àmpliament.
3. Neteja mitjançant vibracions i flux d'aire: l'última línia de defensa per a estructures complicades
Per als llocs on les màquines són difícils d'arribar, com els canals de flux intern o els forats creuats, la neteja en pols necessita una combinació de vibració i flux d'aire d'alta-pressió. El sistema TCB-100 de Zhejiang Tuobo pot eliminar més del 95% de les restes de pols utilitzant una vibració de rotació tridimensional de 360 ​​graus i aire comprimit de 0,6 MPa. Però aquesta estratègia dificulta el disseny d'estructures de suport:
Limitació de l'obertura: si el diàmetre del canal de flux és inferior a 2 mm, és probable que la pols es mantingui unida a causa de l'acció capil·lar. Per netejar-lo, cal netejar amb pols ultrasònic.
Problema amb l'ús d'energia: la taula de vibració funciona durant 8 hores seguides i utilitza 15 kWh d'electricitat, la qual cosa augmenta el cost de producció.
2, Tècnica d'impressió que no s'admet: desfer-se dels problemes amb el post-processament des de la font
1. Optimització dels paràmetres del procés: control exacte de l'entrada d'energia
Velo3D ha estat capaç d'imprimir estructures d'angle minúscules amb angles entre 5 i 35 graus sense suport canviant la potència del làser i la mida del punt sobre la marxa. La idea principal és:
Gestió de l'entrada de calor: per evitar que la piscina fosa s'escalfi massa i es col·lapsi, reduïu la densitat de potència a la regió penjant a 80 W/mm² (el procés habitual és de 120 W/mm²).
Nova manera de dispersar la pols: el gruix de la capa de pols es pot regular en ± 5 μ m ruixant pols a través d'un embut frontal i recuperant-lo mitjançant un dispositiu d'aspiració posterior. D'aquesta manera, es redueix la demanda de suport.
2. Un sistema de retroalimentació-en temps real: el final del control de-bucle tancat
La tecnologia Smart Fusion d'EOS utilitza càmeres de tomografia òptica (OT) per vigilar la temperatura de la piscina de fusió i algorismes d'IA per canviar la configuració sobre la marxa. La tecnologia redueix el suport en un 70% i l'estrès residual en un 40% en la impressió d'antenes parabòliques. L'avenç tecnològic és:
Equilibri de camp tèrmic multi-capes: assegureu-vos que cada capa rebi la mateixa quantitat de calor modelant els camps de temperatura previst. Això evitarà que les capes es dobleguin a causa del sobreescalfament local.
Biblioteca de paràmetres adaptatius: per obtenir una impressió no compatible immediatament, configureu paquets de procés separats per a cada material (com Inconel 718 o Ti6Al4V).
3, Suport electroquímic: un nou avenç en l'estudi dels materials
1. El principi de l'ànode de sacrifici: controlar la corrosió d'una manera seleccionada
El mètode de gravat electroquímic suggerit per la Universitat Estatal d'Arizona separa el suport i els components fent el següent:
Condueix amb una diferència de potencial: una bateria primària es fa en solució d'àcid nítric utilitzant acer al carboni (grau E =-0.44V) com a suport i acer inoxidable 304 (grau E =-0.18V) com a peça. L'acer al carboni s'oxida primer.
L'oxigen va accelerar la reacció: quan s'afegeix oxigen de bombolla, la taxa de corrosió augmenta 6 vegades i el suport d'acer al carboni de 7 mm de gruix es pot dissoldre completament en 6 hores sense danyar la superfície d'acer inoxidable.
2. El procés d'hirtització: un gran pas endavant en la neteja automatitzada de pols
Amb un tractament electroquímic de tres-etapes, l'equip H3000 de RENA Technologies ofereix un suport totalment automàtic.
Etapa de polit rugós: mitjançant l'ús de polsos electroquímics i dinàmica de fluids, la rugositat inicial es redueix de Ra100 μm a Ra10 μm i s'elimina el 99% del residu de pols.
Etapa de polit fi: la tecnologia per a l'eliminació química assistida{0}}de partícules redueix la rugositat a Ra2 μ m, que és acceptable per a l'aviació.
Etapa de poliment d'ultra{0}}precisió opcional: pot fer un efecte mirall amb un Ra0,5 μm per a usos de gamma alta-com components òptics.
A la indústria mèdica, aquest procediment ha funcionat molt bé. Per exemple, el polit mecànic estàndard triga 4 hores i deixa rascades, mentre que el procés d'hirtització només triga 45 minuts i fa que la rugositat de la superfície sigui uniforme tres vegades millor.
4, Matriu de selecció de tecnologia: una guia per prendre decisions basades en escenaris
Tipus de tecnologia, situacions on es pot utilitzar, pros i contres
Eines manuals per desmuntar formes senzilles, components que no necessiten ser molt precisos, peces barates, peces fàcils d'utilitzar, peces susceptibles de trencar-se i peces poc eficients.
Les màquines eina CNC són molt precises per fresar peces de superfície complicades, amb una precisió de ± 0,01 mm. Això fa que l'equip sigui molt car i malbarata molts materials.
La pols de neteja per vibracions té un canal de flux intern i una construcció de forats creuats que no toca res. També té un límit d'obertura automàtica i consumeix molta energia.
Impressió sense suport amb un petit angle voladís, sense postprocessament en producció massiva, una taxa de consum de material elevat, un llindar d'equip elevat i una depuració de paràmetres difícil
Gravat electroquímic de materials barrejats, peces de precisió no-destructives, molta automatització, gestió química complicada i molts diners per començar