Od nástupu technologie 3D tisku se technologie 3D tisku postupně uplatňuje při výrobě skutečných produktů. Mezi nimi je vývoj technologie 3D tisku pro kovové materiály obzvláště rychlý. V oblasti národní obrany přikládají vyspělé země v Evropě a Spojených státech velký význam rozvoji technologie 3D tisku kovů a investují obrovské peníze do výzkumu. 3D tisk kovových dílů byl vždy středem zájmu výzkumu a aplikací. Nejen, že dokáže tisknout formy a jízdní kola, dokáže také tisknout bezprecedentní nové zbraně a dokonce dokáže tisknout velké vybavení, jako jsou auta a letadla. Kovový 3D tisk jako nový typ inteligentní výrobní technologie ukázal velmi širokou perspektivu uplatnění a prokázal silnou vývojovou dynamiku ve více oblastech, jako je design a výroba zařízení, podpora zařízení a letecký průmysl.
1 Přehled technologie kovového 3D tisku
1.1 Základní přehled
Základní myšlenka technologie kovového 3D tisku poprvé vznikla ve Spojených státech na konci 19. století, ale formovala se až v polovině{2}} let. V roce 1986 vynalezl Američan Charles Hull první 3D tiskárnu. moje země začala studovat technologii 3D tisku v roce 1991. Kolem roku 2000 se tyto procesy začaly postupně rozvíjet od laboratorního výzkumu k inženýrství a výrobě. V té době se tomu říkalo rapid prototyping (RP), tedy makety před vývojem vzorků. Nyní se také nazývá technologie rychlého prototypování, aditivní výroba. Pro pohodlí veřejnosti je však tato nová technologie souhrnně označována jako 3D tisk. 3D tisk je druh technologie rychlého prototypování. Jedná se o technologii založenou na návrhu digitálního modelu, využívající spojovatelné materiály, jako je práškový kov nebo pryskyřice, a konstruování trojrozměrných objektů „aditivním“ tiskem vrstvu po vrstvě. Kovový 3D tisk byl nazýván „myšlenkou a technologií minulého století, trhem tohoto století“. Moje země navíc nedávno učinila průlom v oblasti kovového 3D tisku v letectví a kosmonautice. Čínský letecký a kosmický průmysl udělal nový průlom a hmotnost 3D tištěných kovových dílů byla snížena ze 3 kg na 600 g, což představuje snížení hmotnosti o 80 procent.
1.2 Vlastnosti kovového 3D tisku
1) Vysoká přesnost. V současnosti lze přesnost kovového 3D tiskového zařízení v zásadě řídit pod 0,05 mm.
2) Cyklus je krátký. Kovový 3D tisk nevyžaduje výrobní proces forem, což značně zkracuje dobu výroby modelu. Obecně lze model vytisknout během několika hodin nebo dokonce desítek minut.
3) Může být přizpůsoben. Kovový 3D tisk nemá žádné omezení na počet vytištěných modelů, bez ohledu na to, že jeden nebo více lze vyrobit za stejnou cenu.
4) Rozmanitost materiálů. Kovový 3D tiskový systém může často realizovat tisk různých materiálů a rozmanitost tohoto materiálu může vyhovět potřebám různých oborů.
5) Cena je relativně nízká. Přestože jsou kovové 3D tiskové systémy a kovové materiály pro 3D tisk nyní relativně drahé, pokud se používají k výrobě personalizovaných produktů, jsou výrobní náklady relativně nízké.
Selektivní laserové tavení (SLM)
SLM je důležitou součástí oboru kovového 3D tisku. Jeho vývojová historie prošla fázemi, jako je spékání nekovového prášku s nízkou teplotou tání, slinování potaženého prášku s vysokou teplotou tání s nízkou teplotou tání a přímé tání prášku s vysokou teplotou tání. Texaská univerzita v Austinu poprvé požádala o patent v roce 1986 a úspěšně vyvinula první SLM zařízení v roce 1988. Využívá jemně zaostřené místo k rychlému roztavení do předem nastaveného práškového materiálu o velikosti 30-51 μm a dokáže téměř přímo získat jakýkoli tvar. Stejně jako funkční díly s kompletním metalurgickým pospojováním. Hustota může dosáhnout téměř 100 procent, rozměrová přesnost může dosáhnout 20-50 μm a drsnost povrchu může dosáhnout 20-30 μm. Jedná se o technologii rychlého prototypování s velkou perspektivou rozvoje.
Formovací materiály SLM jsou většinou jednosložkové kovové prášky, včetně austenitické nerezové oceli, slitin na bázi niklu, slitin na bázi titanu, slitin kobaltu a chrómu a drahých kovů. Laserový paprsek rychle roztaví kovový prášek a získá kontinuální tavicí kanál, který může přímo získat téměř husté kovové díly téměř jakéhokoli tvaru, kompletní metalurgické spojení a vysokou přesnost. Jde o technologii 3D tisku kovových dílů s velkou perspektivou rozvoje. Rozsah jeho aplikací byl rozšířen na letecký průmysl, mikroelektroniku, lékařské ošetření, šperky a další průmyslová odvětví.
Proces SLM má více než 50 ovlivňujících faktorů a existuje šest kategorií, které mají důležitý vliv na formovací efekt: vlastnosti materiálu, laserové a optické systémy dráhy, skenovací prvky, formovací atmosféra, formovací geometrické prvky a faktory vybavení. . V současnosti se výzkumníci doma i v zahraničí zabývají především procesním výzkumem a aplikačním výzkumem výše uvedených ovlivňujících faktorů za účelem řešení defektů v procesu lisování a zlepšení kvality lisovaných dílů. Z hlediska procesního výzkumu patří mezi důležité procesní parametry v procesu SLM tváření výkon laseru, rychlost skenování, tloušťka vrstvy prášku, skenovací vzdálenost, strategie skenování atd. Kombinací různých parametrů procesu lze optimalizovat kvalitu tváření.
JR se zabývá 3D tiskem již více než 10 let, neváhejte nás kontaktovat, abyste se dozvěděli více o našem kovovém 3D tisku.