Jedna z přesných výzev technologie 3D tisku kovů
Jednou z hlavních výhod kovových 3D tiskových technologií je jeho velká přesnost. Jeho přesnost může být teoreticky 0.01 milimetr nebo ještě lepší. Při praktickém použití je však obecná rozměrová přesnost v rozmezí ± 0.1 mm/10}0 mm, s limitem ± 0,05 mm; přesnost běžných zařízení je často řízena v rozmezí 0,05 milimetru. I když je tento stupeň přesnosti již skutečně vysoký, v některých konkrétních aplikačních situacích je ke splnění konstrukčních kritérií stále zapotřebí větší přesnosti.
Stabilita laseru, rychlost skenování, tloušťka vrstvy prášku atd. ovlivňují mimo jiné přesnost zařízení pro 3D tisk kovů. Interakce mezi těmito prvky ztěžuje ještě větší zvýšení přesnosti obecného zařízení.
Vliv mechanických vlastností: Tepelné a fyzikální vlastnosti různých kovových materiálů se velmi liší; tyto faktory zahrnují bod tání a koeficient tepelné roztažnosti, které mohou ovlivnit přesnost v průběhu celého procesu tisku. Některé materiály jsou například náchylné k tepelnému namáhání během procesu tavení, což způsobuje deformaci nebo lom součásti.
V kovovém 3D tisku se používá více parametrů procesu - včetně výkonu laseru, rychlosti skenování, tloušťky vrstvy, velikosti částic prášku atd. Přesné řízení závisí na optimalizaci těchto charakteristik; nicméně v praxi je někdy obtížné identifikovat ideální směs, takže následují odchylky v přesnosti.
Pro kvalitu kovových 3D tištěných komponent je důležitá nejen přesnost, ale také několik dalších faktorů včetně kvality povrchu, vnitřních vad, mechanických vlastností. Kontrola kvality v těchto regionech představuje i další potíže.
Kontrola kvality povrchu: Rozdíly v tloušťce vrstvy prášku, laserové skenovací dráze a technologiích následného zpracování ovlivňují kvalitu povrchu kovových 3D tištěných dílů. Přímé vlivy na vzhled a výkon součásti jsou drsnost povrchu, zvlnění a další ukazatele.
Kovové 3D tištěné komponenty mohou obsahovat vnitřní vady včetně prasklin, vměstků a pórů, které vážně ohrožují mechanické vlastnosti a životnost komponent. Konvenční nedestruktivní testovací techniky včetně rentgenového testování, ultrazvukového testování atd. mají potíže a nízkou přesnost při identifikaci složitých geometrických tvarů a vnitřních struktur kovových 3D tištěných součástí. Mikro CT detekce je drahá a má určitá omezení týkající se velikosti součástí a materiálů, i když má velké rozlišení a detekční kapacitu.
Mechanická kontrola výkonu se týká Mechanické vlastnosti kovových 3D tištěných součástí ovlivňují různé prvky: orientace tisku, technika tepelného zpracování a složení materiálu. Různé směry mechanických kvalit mohou způsobit selhání součástí během provozu. Kromě toho je pro mechanické vlastnosti velmi důležitý výběr a optimalizace technik tepelného zpracování; ale v praktických operacích je to někdy náročné přesně regulovat.
Řešení problémů s přesností a kontrolou kvality technologie 3D tisku kovů lze nalézt v následujících oblastech:
Optimalizace a aktualizace zařízení: Obecnou přesnost zařízení lze zvýšit pomocí lepší stability laseru, vyšší rychlosti skenování, optimální tloušťky vrstvy prášku a dalších faktorů. Současné zavádění moderních řídicích systémů a senzorů má za cíl zajistit monitorování a zpětnovazební řízení tiskového procesu v reálném čase.
Výzkum materiálů a výběr: Vytvářejte nové kovové materiály, které splňují různé aplikační situace díky vynikajícím termofyzikálním a tiskařským vlastnostem. Současně s tím by měl být proveden důkladný průzkum současných materiálů, aby bylo možné pochopit jejich chování v průběhu tiskového procesu, a nabídnout tak teoretický rámec pro optimalizaci procesních parametrů.
Standardizace a optimalizace procesních parametrů: Pomocí komplexní experimentální studie a analýzy dat identifikujte ideální kombinaci procesních faktorů a vytvořte standardizované specifikace tiskového procesu. To pomáhá minimalizovat odchylky v přesnosti a kvalitě a tím zvýšit konzistenci a spolehlivost komponent.
Technologie nedestruktivního testování: inovace a zlepšení Vytvořte inovativní strategie a přístupy nedestruktivního testování pro složité geometrické tvary a vnitřní strukturální integritu kovových 3D tištěných předmětů. Vyvinout ultrazvukové testovací zařízení a nástroje vhodné pro kovové 3D tištěné komponenty; používat výkonné algoritmy zpracování obrazu a technologii umělé inteligence ke zvýšení přesnosti a účinnosti detekce Micro CT.
Predikce a kontrola mechanických vlastností: Vytvoření modelu predikce mechanického výkonu pro kovové 3D tištěné součásti umožňuje řídit směr tisku, proces tepelného zpracování, optimalizaci a kontrolu dalších parametrů. Souběžně s tímto zavedením sofistikovaných technik a zařízení pro testování mechanického výkonu probíhá důkladné hodnocení a analýza mechanického výkonu součástí.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-robotic-gripper.html