Metaal 3D printen
Korte beschrijving:
Metaal 3D printen iseen proces van het vormen van onderdelen door het verwarmen, sinteren, smelten en afkoelen van metaalpoeder door laser- of elektronenstraal-scanning onder besturing van de computer. 3D-printen heeft geen schimmel nodig, vormt snel, hoge kosten, geschikt voor monster- en kleine batchproductie.
Metal 3D printing (3DP) is een soort rapid prototyping-technologie. Het is een technologie gebaseerd op een digitaal modelbestand, dat poedermetaal of plastic en andere klevende materialen gebruikt om objecten te construeren door middel van laagdruk. Het verschil tussen 3D-printen van metaal en 3D-printen van plastic: dit zijn twee technologieën. De grondstof voor 3D-printen van metaal is metaalpoeder, dat wordt geproduceerd en geprint door laser-sinteren op hoge temperatuur. Het materiaal dat wordt gebruikt voor 3D-printen van plastic is vloeibaar, dat wordt uitgestraald naar het vloeibare materiaal door ultraviolette stralen van verschillende golflengten, wat resulteert in een polymerisatiereactie en uitharding.
1. Kenmerken van 3D-printen van metaal
1. voordelen van 3D-printen van metaal
A. Snelle prototyping van onderdelen
B. Deze technologie kan dunne metalen poedermaterialen gebruiken om complexe vormen te produceren die niet kunnen worden gerealiseerd met traditionele technologie zoals gieten, smeden en verwerken.
In vergelijking met traditionele productieprocessen heeft 3D-printen veel voordelen, waaronder:
EEN . hoge totale bezettingsgraad van materialen;
B. geen noodzaak om de mal te openen, minder fabricageproces en korte cyclus;
C De productiecyclustijd is kort. Met name het 3D-printen van onderdelen met complexe vormen neemt een vijfde of zelfs een tiende van de tijd in beslag van gewone machinale bewerkingen
D. onderdelen met een complexe structuur kunnen worden vervaardigd, zoals een intern conform stroomkanaal;
E. vrij ontwerp volgens de mechanische eigenschapseisen zonder rekening te houden met het fabricageproces.
De afdruksnelheid is niet hoog en wordt meestal gebruikt bij de snelle productie van enkele of kleine batchonderdelen, zonder de kosten en tijd van het openen van de mal. Hoewel 3D-printen niet geschikt is voor massaproductie, kan het worden gebruikt voor het snel vervaardigen van diverse matrijzen voor massaproductie.
2. nadelen van 3D-printen van metaal
Metaal 3D-printen biedt nieuwe ontwerpmogelijkheden, zoals het integreren van meerdere componenten in het productieproces om materiaalgebruik en matrijsverwerkingskosten te minimaliseren.
EEN) . De afwijking van metalen 3D-printonderdelen is over het algemeen groter dan + / -0,10 mm en de nauwkeurigheid is niet zo goed als die van gewone werktuigmachines.
B) De warmtebehandelingseigenschap van 3D-printen van metaal zal worden vervormd: het verkoopargument van 3D-printen van metaal is voornamelijk hoge precisie en een vreemde vorm. Als het 3D-printen van stalen onderdelen een warmtebehandeling heeft ondergaan, verliezen de onderdelen aan precisie of moeten ze opnieuw worden bewerkt met werktuigmachines
Een deel van de traditionele materiaalreducerende bewerking kan een zeer dunne verhardingslaag op het oppervlak van de onderdelen produceren. 3D-printen is niet zo goed. Bovendien zijn de uitzetting en samentrekking van de stalen onderdelen ernstig tijdens het machinaal bewerken. De temperatuur en zwaartekracht van de onderdelen hebben een grote invloed op de nauwkeurigheid
2. Materialen die worden gebruikt voor 3D-printen van metaal
Het omvat roestvrij staal (AISI316L), aluminium, titanium, Inconel (Ti6Al4V) (625 of 718) en martensitisch staal.
1). Gereedschap en martensitische staalsoorten
2). roestvrij staal.
3). Legering: de meest gebruikte metaalpoederlegering voor 3D-printmaterialen zijn pure titanium en titaniumlegering, aluminiumlegering, nikkelbasislegering, kobaltchromiumlegering, koperbasislegering, enz.
Koperen 3D-printonderdelen
Stalen 3D-printonderdelen
Aluminium 3D-printonderdelen
Inzetstuk voor 3D-printen
3. Soorten metaal 3D-printen
Er zijn vijf soorten 3D-printtechnologieën voor metaal: SLS, SLM, npj, lens en EBSM.
1). selectief lasersinteren (SLS)
SLS is samengesteld uit een poedercilinder en een vormcilinder. De zuiger van de poedercilinder gaat omhoog. Het poeder wordt door de poederbak gelijkmatig op de vormcilinder gelegd. De computer bestuurt het tweedimensionale aftastspoor van de laserstraal volgens het plakmodel van het prototype. Het vaste poedermateriaal wordt selectief gesinterd om een laag van het onderdeel te vormen. Na voltooiing van één laag, laat de werkzuiger een laagdikte vallen, verspreidt het poederspreidingssysteem nieuw poeder en stuurt het de laserstraal aan om de nieuwe laag te scannen en te sinteren. Op deze manier wordt de cyclus laag voor laag herhaald totdat de driedimensionale delen zijn gevormd.
2). selectief lasersmelten (SLM)
Het basisprincipe van laserselectieve smelttechnologie is om het driedimensionale vaste model van het onderdeel te ontwerpen met behulp van de driedimensionale modelleringssoftware zoals Pro / E, UG en CATIA op de computer, en vervolgens het driedimensionale model door de snijsoftware, verkrijg de profielgegevens van elke sectie, genereer het vullende scanpad uit de profielgegevens en de apparatuur regelt het selectief smelten van de laserstraal volgens deze vullende scanlijnen. Elke laag van metaalpoedermateriaal wordt geleidelijk gestapeld in drie- dimensionale metalen onderdelen. Voordat de laserstraal begint met scannen, duwt het poederspreidingsapparaat het metaalpoeder op de basisplaat van de vormcilinder, en vervolgens smelt de laserstraal het poeder op de basisplaat volgens de vullende scanlijn van de huidige laag, en verwerkt het huidige laag, en dan daalt de vormcilinder een laagdikte-afstand, de poedercilinder stijgt een bepaalde dikte-afstand, de poederverspreidingsinrichting verspreidt het metaalpoeder op de verwerkte huidige laag en de apparatuur past zich aan Voer de gegevens van de volgende laagcontour in voor verwerking, en vervolgens laag voor laag verwerken totdat het hele onderdeel is verwerkt.
3). nanodeeltjes spuiten metaalvorming (NPJ)
Gewone 3D-printtechnologie van metaal is om laser te gebruiken om metaalpoederdeeltjes te smelten of te sinteren, terwijl npj-technologie geen poedervorm gebruikt, maar vloeibare toestand. Deze metalen worden in een buis in de vorm van vloeistof gewikkeld en in een 3D-printer gestoken, die "gesmolten ijzer" met metalen nanodeeltjes gebruikt om in vorm te spuiten bij het 3D-printen van metaal. Het voordeel is dat het metaal wordt bedrukt met gesmolten ijzer, het hele model zachter wordt en de gewone inkjetprintkop als gereedschap kan worden gebruikt. Als het printen klaar is, zal de constructiekamer de overtollige vloeistof door verhitting verdampen, waardoor alleen het metalen deel overblijft
4). laser near net shaping (lens)
Laser near net shaping (lens) technologie maakt gebruik van het principe van laser- en poedertransport tegelijkertijd. Het 3D CAD-model van het onderdeel wordt door de computer in plakjes gesneden en de 2D-vlakcontourgegevens van het onderdeel worden verkregen. Deze gegevens worden vervolgens omgezet in het bewegingsspoor van de NC-werktafel. Tegelijkertijd wordt het metaalpoeder met een bepaalde toevoersnelheid in het laserfocusgebied gevoerd, snel gesmolten en gestold, en vervolgens kunnen de bijna netvormige vormdelen worden verkregen door punten, lijnen en oppervlakken te stapelen. De gevormde onderdelen kunnen zonder of met een kleine hoeveelheid bewerking worden gebruikt. Lens kan de schimmelvrije fabricage van metalen onderdelen realiseren en veel kosten besparen.
5). elektronenstralen smelten (EBSM)
De technologie voor het smelten van elektronenstralen werd voor het eerst ontwikkeld en gebruikt door het bedrijf arcam in Zweden. Het principe is om een elektronenkanon te gebruiken om energie met een hoge dichtheid te schieten die wordt gegenereerd door een elektronenbundel na afbuiging en focus, waardoor de gescande metaalpoederlaag een hoge temperatuur genereert in een lokaal klein gebied, wat leidt tot het smelten van metaaldeeltjes. Het continue scannen van een elektronenbundel zorgt ervoor dat de kleine poelen van gesmolten metaal smelten en stollen, en vormt na verbinding de lineaire en oppervlaktemetaallaag.
Van de bovenstaande vijf metaalprinttechnologieën zijn SLS (selectief lasersinteren) en SLM (selectief lasersmelten) de meest gangbare applicatietechnologieën bij het printen van metaal.
4. Toepassing van 3D metaalprinten
Het wordt vaak gebruikt bij de fabricage van matrijzen, industrieel ontwerp en andere gebieden om modellen te maken, en vervolgens wordt het geleidelijk gebruikt bij de directe fabricage van sommige producten, en vervolgens wordt het geleidelijk gebruikt bij de directe fabricage van sommige producten. Er zijn al onderdelen gedrukt door deze technologie. De technologie heeft toepassingen in sieraden, schoenen, industrieel ontwerp, architectuur, techniek en constructie (AEC), automobiel-, ruimtevaart-, tandheelkundige en medische industrieën, onderwijs, geografische informatiesystemen, civiele techniek, vuurwapens en andere gebieden.
3D-metaalprinten, met de voordelen van direct gieten, geen mal, persoonlijk ontwerp en complexe structuur, hoog rendement, laag verbruik en lage kosten, wordt veel gebruikt in petrochemische engineeringtoepassingen, lucht- en ruimtevaart, automobielproductie, spuitgietmatrijzen, gieten van lichte metaallegeringen , medische behandeling, papierindustrie, energie-industrie, voedselverwerking, sieraden, mode en andere gebieden.
De productiviteit van het printen van metaal is niet hoog, meestal gebruikt voor de snelle productie van enkele of kleine batchonderdelen, zonder de kosten en tijd van het openen van de matrijs. Hoewel 3D-printen niet geschikt is voor massaproductie, kan het worden gebruikt voor het snel vervaardigen van diverse matrijzen voor massaproductie.
1). industriële sector
Momenteel gebruiken veel industriële afdelingen metalen 3D-printers als hun dagelijkse machines. Bij de fabricage van prototypes en modellen wordt bijna 3D-printtechnologie gebruikt. Tegelijkertijd kan het ook worden gebruikt bij de productie van enkele grote onderdelen
De 3D-printer print de onderdelen uit en monteert ze vervolgens. In vergelijking met het traditionele productieproces kan 3D-printtechnologie de tijd verkorten en de kosten verlagen, maar ook een grotere productie realiseren.
2). medisch veld
3D-metaalprinten wordt veel gebruikt op medisch gebied, vooral in de tandheelkunde. In tegenstelling tot andere operaties, wordt 3D-printen met metaal vaak gebruikt om tandheelkundige implantaten te printen. Het grootste voordeel van het gebruik van 3D-printtechnologie is maatwerk. Artsen kunnen implantaten ontwerpen op basis van de specifieke omstandigheden van de patiënt. Op deze manier vermindert het behandeltraject van de patiënt de pijn en zijn er na de operatie minder overlast.
3). sieraden
Op dit moment transformeren veel sieradenfabrikanten van 3D-printen van hars en productie van wasmatrijzen naar 3D-printen van metaal. Met de voortdurende verbetering van de levensstandaard van mensen, is de vraag naar sieraden ook hoger. Mensen houden niet meer van gewone sieraden op de markt, maar willen unieke sieraden op maat hebben. Daarom zal het de toekomstige ontwikkelingstrend van de sieradenindustrie zijn om maatwerk zonder schimmel te realiseren, waarbij 3D-printen van metaal een zeer belangrijke rol zal spelen.
4). Lucht- en ruimtevaart
Veel landen in de wereld zijn begonnen met het gebruik van 3D-metaalprinttechnologie om de ontwikkeling van nationale defensie, lucht- en ruimtevaart en andere gebieden te bereiken. GE's eerste 3D-printfabriek ter wereld, gebouwd in Italië, is verantwoordelijk voor het maken van onderdelen voor straalmotoren, wat het vermogen van 3D-printen van metaal aantoont.
5). Automobiel
De toepassingstijd van 3D-metaalprinten in de auto-industrie is niet al te lang, maar het heeft een groot potentieel en een snelle ontwikkeling. Momenteel bestuderen BMW, Audi en andere bekende autofabrikanten serieus hoe ze 3D-metaalprinttechnologie kunnen gebruiken om de productiemodus te hervormen
Metaal 3D-printen wordt niet beperkt door de complexe vorm van de onderdelen, direct gevormd, snel en efficiënt, en vereist geen hoge investering van de mal, die geschikt is voor moderne productie. Het zal nu en in de toekomst snel worden ontwikkeld en toegepast. Heeft u metalen onderdelen die 3D-geprint moeten worden, neem dan contact met ons op.
Metaal 3D-printen wordt niet beperkt door de complexe vorm van de onderdelen, direct gevormd, snel en efficiënt, en vereist geen hoge investering van de mal, die geschikt is voor moderne productie. Het zal nu en in de toekomst snel worden ontwikkeld en toegepast. Als u metalen onderdelen heeft die 3D-geprint moeten worden,Contacteer ons alsjeblieft.
