הדפסת תלת מימד מתכתית
תיאור קצר:
הדפסת תלת מימד מתכתית היאתהליך של יצירת חלקים על ידי חימום, סינטור, התכה וקירור של אבקת מתכת באמצעות סריקת לייזר או קרן אלקטרונים בשליטת המחשב. הדפסת תלת מימד אינה זקוקה לעובש, ויוצרת עלות גבוהה ומהירה, מתאימה לייצור מדגם וייצור קטן.
הדפסת תלת מימד מתכתית (3DP) היא סוג של טכנולוגיית אבות טיפוס מהירה. זוהי טכנולוגיה המבוססת על קובץ מודל דיגיטלי, המשתמשת באבקת מתכת או פלסטיק וחומרי דבק אחרים לבניית חפצים באמצעות הדפסת שכבות. ההבדל בין הדפסת תלת מימד ממתכת לבין הדפסת תלת מימד מפלסטיק: מדובר בשתי טכנולוגיות. חומר הגלם של הדפסת תלת מימד מתכתית הוא אבקת מתכת, המיוצרת ומודפסת על ידי חיתוך לייזר בטמפרטורה גבוהה. החומר המשמש להדפסת תלת מימד פלסטית הוא נוזלי, שמוקרן לחומר הנוזל על ידי קרניים אולטרה סגולות באורכי גל שונים, וכתוצאה מכך נוצרת תגובת פילמור וריפוי.
1. מאפייני הדפסת תלת מימד מתכתית
1. היתרונות של הדפסת תלת ממד מתכתית
א. אב טיפוס מהיר של חלקים
ב. טכנולוגיה זו יכולה להשתמש בחומרי אבקת מתכת דקים כדי לייצר צורות מורכבות שלא ניתן לממשן באמצעות טכנולוגיה מסורתית כגון יציקה, פרזול ועיבוד.
בהשוואה לתהליכי ייצור מסורתיים, להדפסת תלת מימד יתרונות רבים, כולל:
א. שיעור ניצול כולל גבוה של חומרים;
ב. אין צורך לפתוח את התבנית, פחות תהליך ייצור ומחזור קצר;
ג זמן מחזור הייצור קצר. בפרט, הדפסת תלת ממד של חלקים בעלי צורות מורכבות אורכת חמישית או אפילו עשירית מהזמן של עיבוד שבבי רגיל
ד. ניתן לייצר חלקים עם מבנה מורכב, כגון ערוץ זרימה קונפורמי פנימי;
ה. תכנון חופשי בהתאם לדרישות הקניין המכני מבלי להתחשב בתהליך הייצור.
מהירות ההדפסה שלו אינה גבוהה, ובדרך כלל משתמשים בה בייצור מהיר של חלקי אצווה בודדים או קטנים, ללא עלות וזמן פתיחת העובש. למרות שהדפסת תלת מימד אינה מתאימה לייצור המוני, ניתן להשתמש בה לייצור מהיר של תבניות שונות לייצור המוני.
2. חסרונות של הדפסת תלת מימד מתכתית
הדפסת תלת מימד מתכתית מציעה אפשרויות עיצוב חדשות, כגון שילוב מספר רכיבים בתהליך הייצור כדי למזער את השימוש בחומרים ועלויות עיבוד העובש.
א). הסטייה של חלקי הדפסה תלת-ממדית מתכתית בדרך כלל גדולה מ + / -0.10 מ"מ, והדיוק אינו טוב כמו זה של כלי מכונה רגילים.
ב) תכונת הטיפול בחום של הדפסת תלת מימד של מתכת תהיה מעוותת: נקודת המכירה של הדפסת תלת מימד של מתכת היא בעיקר דיוק גבוה וצורה מוזרה. אם מטפלים בחום בהדפסת התלת ממד של חלקי פלדה, החלקים יאבדו דיוק, או שיהיה צורך לעבד אותם מחדש באמצעות מכונות
חלק מהעיבוד המסורתי להפחתת החומרים יכול לייצר שכבת התקשות דקה מאוד על פני החלקים. הדפסת תלת מימד לא כל כך טובה. יתר על כן, התרחבות והתכווצות של חלקי הפלדה הם רציניים בתהליך העיבוד. לטמפרטורה ולכבידה של החלקים תהיה השפעה רצינית על הדיוק
2. חומרים המשמשים להדפסת תלת מימד מתכתית
הוא כולל נירוסטה (AISI316L), אלומיניום, טיטניום, Inconel (Ti6Al4V) (625 או 718), ופלדה מרטנסיטית.
1) פלדות כלי עבודה ומארטנסיט
2). פלדת אל - חלד.
3). סגסוגת: סגסוגת אבקת המתכת הנפוצה ביותר לחומרי הדפסה בתלת מימד הם טיטניום טהור וסגסוגת טיטניום, סגסוגת אלומיניום, סגסוגת בסיס ניקל, סגסוגת כרום קובלט, סגסוגת בסיס נחושת וכו '.
חלקי הדפסת תלת מימד נחושת
חלקי הדפסת תלת מימד מפלדה
חלקי הדפסה תלת ממדית מאלומיניום
הכנסת עובש להדפסת תלת מימד
3. סוגי הדפסת תלת מימד מתכתית
ישנם חמישה סוגים של טכנולוגיות הדפסה תלת מימד מתכתית: SLS, SLM, npj, עדשה ו- EBSM.
1). sintering לייזר סלקטיבי (SLS)
SLS מורכב מגליל אבקה וגליל יוצר. בוכנת גליל האבקה עולה. האבקה מונחת באופן שווה על גליל ההרכבה על ידי מרצף האבקה. המחשב שולט במסלול הסריקה הדו-ממדי של קרן הלייזר על פי מודל הפרוסה של האב-טיפוס. חומר האבקה המוצק סנטר באופן סלקטיבי ליצירת שכבה של החלק. לאחר השלמת שכבה אחת, הבוכנה העובדת צונחת בעובי שכבה אחת, מערכת התפשטות האבקה מפיצה אבקה חדשה ושולטת בקרן הלייזר לסריקה ולחטטת השכבה החדשה. באופן זה חוזרים על המחזור שכבה אחר שכבה עד שנוצרים החלקים התלת מימדיים.
2). התכת לייזר סלקטיבית (SLM)
העיקרון הבסיסי של טכנולוגיית התכה סלקטיבית בלייזר הוא תכנון המודל המוצק התלת מימדי של החלק על ידי שימוש בתוכנת הדוגמנות התלת מימדית כגון Pro / E, UG ו- CATIA במחשב, ואז פורסים את המודל התלת מימדי דרך תוכנת חיתוך, קבל את נתוני הפרופיל של כל קטע, צור את נתיב סריקת המילוי מנתוני הפרופיל, והציוד ישלוט בהמסה סלקטיבית של קרן לייזר על פי קווי סריקת מילוי אלה כל שכבה של חומר אבקת מתכת נערמת בהדרגה לשלושה חלקי מתכת ממדים. לפני שקרן הלייזר מתחילה בסריקה, מכשיר התפשטות האבקה דוחף את אבקת המתכת אל לוח הבסיס של גליל ההרכבה, ואז קרן הלייזר ממיסה את האבקה על גבי לוח הבסיס בהתאם לקו סריקת המילוי של השכבה הנוכחית, ומעבדת את שכבה נוכחית, ואז הגליל היוצר יורד למרחק עובי שכבה, גליל האבקה עולה מרחק עובי מסוים, מכשיר התפשטות האבקה מפיץ את אבקת המתכת על שכבת הזרם המעובד, והציוד מתאים הזן את הנתונים של קו המתאר הבא לשכבה עיבוד ולאחר מכן עיבוד שכבה אחר שכבה עד לעיבוד החלק כולו.
3). יצירת ספריי ננו-חלקיקים (NPJ)
טכנולוגיית הדפסה תלת ממדית רגילה של מתכת היא להשתמש בלייזר כדי להמיס או לחטט חלקיקי אבקת מתכת, בעוד שטכנולוגיית npj אינה משתמשת בצורת אבקה אלא במצב נוזלי. מתכות אלה נעטפות בצינור בצורת נוזל ומוחדרות למדפסת תלת ממד, המשתמשת ב"ברזל מותך "המכיל חלקיקי מתכת כדי לרסס לצורה בעת הדפסת תלת מימד. היתרון הוא שהמתכת מודפסת בברזל מותך, הדגם כולו יהיה נימוח יותר, וראש הדפסת הזרקת הדיו הרגיל יכול לשמש ככלי. לאחר סיום ההדפסה תא הבנייה יאדה את עודף הנוזל על ידי חימום, וישאיר רק את חלק המתכת
4). לייזר ליד עיצוב רשת (עדשה)
טכנולוגיית לייזר ליד עיצוב רשת (עדשה) משתמשת בעיקרון של הובלת לייזר ואבקה בו זמנית. מודל ה- CAD התלת-ממדי של החלק נחתך על ידי המחשב, ונתוני קווי המתאר הדו-ממדיים של החלק מתקבלים. נתונים אלה הופכים למסלול התנועה של שולחן העבודה NC. יחד עם זאת, אבקת המתכת מוזנת לאזור מיקוד הלייזר במהירות האכלה מסוימת, נמס ומתמצק במהירות, ואז ניתן להשיג את חלקי צורת הרשת הקרובה על ידי ערימת נקודות, קווים ומשטחים. ניתן להשתמש בחלקים שנוצרו בלי או רק עם כמות קטנה של עיבוד. עדשה יכולה לממש את התבנית ללא ייצור של חלקי מתכת ולחסוך הרבה עלויות.
5). נמס קרן אלקטרונים (EBSM)
טכנולוגיית התכת קרני אלקטרונים פותחה והשתמשה לראשונה על ידי חברת arcam בשוודיה. העיקרון שלה הוא להשתמש באקדח אלקטרונים כדי לירות באנרגיה בצפיפות גבוהה הנוצרת על ידי קרן אלקטרונים לאחר סטיה ומיקוד, מה שגורם לשכבת אבקת המתכת הסרוקה לייצר טמפרטורה גבוהה באזור קטן מקומי, מה שמוביל להתכה של חלקיקי מתכת. הסריקה המתמשכת של קרן האלקטרונים תגרום לבריכות המתכת הזעירות להתמוסס ולהתמצק זו בזו, וליצור שכבת מתכת ליניארית ומשטחית לאחר החיבור.
מבין חמש הטכנולוגיות להדפסת מתכת לעיל, SLS (sintering laser laser) ו- SLM (melt melt laser) הם טכנולוגיות היישום המרכזיות בהדפסת מתכת.
4. יישום הדפסת תלת מימד מתכתית
זה משמש לעתים קרובות בייצור עובש, עיצוב תעשייתי ותחומים אחרים לייצור מודלים, ואז משתמשים בו בהדרגה בייצור ישיר של מוצרים מסוימים, ואז משתמשים בו בהדרגה בייצור ישיר של מוצרים מסוימים. יש כבר חלקים שהודפסו על ידי טכנולוגיה זו. הטכנולוגיה כוללת יישומים בתחום התכשיטים, הנעלה, עיצוב תעשייתי, אדריכלות, הנדסה ובנייה (AEC), רכב, תעופה, שיניים ורפואה, חינוך, מערכות מידע גיאוגרפיות, הנדסה אזרחית, כלי נשק ותחומים אחרים.
הדפסת תלת מימד מתכתית, עם היתרונות של דפוס ישיר, ללא עובש, עיצוב מותאם אישית ומבנה מורכב, יעילות גבוהה, צריכה נמוכה ועלות נמוכה, נעשה שימוש נרחב ביישומים הנדסיים פטרוכימיים, חלל, ייצור רכב, עובש הזרקה, יציקת סגסוגת מתכת קלה. , טיפול רפואי, תעשיית נייר, תעשיית חשמל, עיבוד מזון, תכשיטים, אופנה ותחומים אחרים.
התפוקה של הדפסת מתכת אינה גבוהה, משמשת בדרך כלל לייצור מהיר של חלקי אצווה בודדים או קטנים, ללא עלות וזמן פתיחת העובש. למרות שהדפסת תלת מימד אינה מתאימה לייצור המוני, ניתן להשתמש בה לייצור מהיר של תבניות שונות לייצור המוני.
1). מגזר תעשייתי
נכון להיום, מחלקות תעשייתיות רבות השתמשו במדפסות תלת מימד מתכת כמכונות היומיומיות שלהן. בייצור אב טיפוס וייצור מודלים, כמעט נעשה שימוש בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד. יחד עם זאת, ניתן להשתמש בו גם בייצור של חלקים גדולים
מדפסת התלת מימד מדפיסה את החלקים ואז מרכיבה אותם. בהשוואה לתהליך הייצור המסורתי, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד יכולה לקצר את הזמן ולהוזיל את העלות, אך גם להשיג ייצור גדול יותר.
2). תחום רפואי
הדפסת תלת מימד מתכתית נמצאת בשימוש נרחב בתחום הרפואי, במיוחד ברפואת שיניים. בניגוד לניתוחים אחרים, הדפסת תלת מימד ממתכת משמשת לעתים קרובות להדפסת שתלים דנטליים. היתרון הגדול ביותר בשימוש בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד הוא התאמה אישית. רופאים יכולים לתכנן שתלים בהתאם לתנאים הספציפיים של המטופלים. באופן זה, תהליך הטיפול של המטופל יפחית את הכאבים, ויהיו פחות צרות לאחר הניתוח.
3). תכשיט
נכון לעכשיו, יצרני תכשיטים רבים הופכים מהדפסת תלת מימד של שרף וייצור תבניות שעווה להדפסת תלת מימד ממתכת. עם השיפור המתמיד ברמת החיים של אנשים, הביקוש לתכשיטים הוא גם גבוה יותר. אנשים כבר לא אוהבים תכשיטים רגילים בשוק, אלא רוצים שיהיו להם תכשיטים ייחודיים בהתאמה אישית. לכן זו תהיה מגמת הפיתוח העתידית של תעשיית התכשיטים לממש התאמה אישית ללא עובש, ביניהן הדפסת תלת מימד ממתכת תשחק תפקיד חשוב מאוד.
4). חלל
מדינות רבות בעולם החלו להשתמש בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית בכדי להשיג פיתוח תחומי ביטחון לאומי, חלל ותחומים אחרים. מפעל ההדפסה התלת מימד הראשון של GE שנבנה באיטליה אחראי על ייצור חלקים למנועי סילון קפיצה, מה שמוכיח את יכולתו של הדפסת תלת מימד מתכתית.
5). רכב
זמן היישום של הדפסת תלת מימד מתכתית בתעשיית הרכב אינו ארוך מדי, אך יש לו פוטנציאל רב ופיתוח מהיר. נכון לעכשיו ב.מ.וו, אאודי ויצרניות רכב ידועות אחרות בוחנות ברצינות כיצד להשתמש בטכנולוגיית הדפסה תלת ממדית מתכתית כדי לשנות את ייצור המצב
הדפסת תלת מימד מתכתית אינה מוגבלת בצורתם המורכבת של החלקים, נוצרים ישירות, מהירים ויעילים, ואינם זקוקים להשקעה גבוהה של התבנית, המתאימה לייצור מודרני. זה יפותח ויושם במהירות עכשיו ובעתיד. אם יש לך חלקי מתכת הזקוקים להדפסת תלת מימד, אנא פנה אלינו.
הדפסת תלת מימד מתכתית אינה מוגבלת בצורתם המורכבת של החלקים, נוצרים ישירות, מהירים ויעילים, ואינם זקוקים להשקעה גבוהה של התבנית, המתאימה לייצור מודרני. זה יפותח ויושם במהירות עכשיו ובעתיד. אם יש לך חלקי מתכת הזקוקים להדפסת תלת מימד,אנא צרו קשר עמנו.
