Jaký je pracovní princip kovového 3D tisku v průmyslovém vybavení?

Srdce technologie: Posun ve výrobě od subtraktivní na aditivní výrobu
Nejdůležitější částKovový 3D tiskuvádí kovové ingredience přesně správným způsobem, což je prováděno přímo digitálními modely. To zcela mění typický cyklus výroby „sestavování prázdného zpracování“. Zařízení Platinum BLT - S1500 má 10-laserový synchronní skenovací systém, který mu umožňuje tisknout s nejvyšší přesností 0,06 mm na vrstvu ve formovací komoře, která je široká 1,5 metru. Ve svém pracovním postupu jsou čtyři hlavní kroky:
Modelování a krájení v digitální podobě: Použijte CAD software k vytvoření 3D modelů a poté pomocí softwaru pro krájení, jako je magics, proměňte je v soubory STL, které lze číst. Nastavte tloušťku vrstvy na 0,02–0,1 mm v závislosti na vlastnostech materiálu.
Předúprava práškového lože: Zařízení pro rozprostření prášku rovnoměrně šíří sférický titanový prášek na pracovní stůl ve vakuu nebo inertním plynovém prostředí. Tloušťka vrstvy je řízena do ± 5 μm.
Selektivní tání s vysokým - Energetický paprsek: Laserové galvanometrové zařízení se pohybuje rychlostí 20 m/s přes proudovou vrstvou kříž -, roztaví prášek do bazénu tekutého kovu. Marangoni konvekce pak pomáhá kovu zhubnout a ztuhnout.
Vrstva pomocí vrstvy stohování formování: pracovní stůl je spuštěn tloušťkou jedné vrstvy a cyklus ukládání prášku, tání a ztuhnutí se opakuje, dokud se nevytvoří kovový předmět s hustotou téměř 100%.
Tento nový způsob výroby věcí zvýšil míru využití materiálu z 10% - 20%ve starých metodách nad 90%. Například 3D tištěná verze hlavního ložiskového sedadla GE je o 40% lehčí než kované díly a zkrátí dobu vývoje od 18 měsíců na 3 měsíce. Pět primárních postupů se od sebe navzájem liší z hlediska technologie.
V současné době se v průmyslu používají dva primární typy technologie 3D tisku kovů: tání práškového postele a směrová depozice energie. Mezi nimi jsou velké rozdíly, pokud jde o jejich technologické rysy a situace, ve kterých by mohly být použity:
1. Metoda pro tavení práškových lůžek
Selektivní laserové tání (SLM): Může řezat titanové slitiny, nikl - založené na založené na založené na 17-4ph nerezové oceli s vláknovými lasery, které používají 1000 až 2000W výkonu a dynamické zaostřovací zrcátka, aby vytvořily místo, které je široké 0,05 mm. Technologie duální laserové spolupráce společnosti Platinum Technology zrychlela tisk 200% a snížil náklady na výrobu trysek paliva leteckého motoru o 65% pro každou součást.
Selektivní tání elektronového paprsku (EBSM) je metoda, která používá 30kW elektronový paprsek k práci ve vakuu a skenování rychlostí 8 m/s. Nejlepší je pro práci s kovy s vysokými body tání, jako tantalum a wolfram. Společnost Siemens Energy využívá tuto technologii k výrobě listů trubek jaderných parních generátorů. Snižuje počet svarů od 127 do 3 a snižuje nebezpečí úniků o 90%.
Směrovaná metoda depozice energie laser poblíž Nett Forming (Lens): Koaxiální systém krmení prášku posílá kovový prášek s průměrem 45–106 μm do oblasti zaostřování laseru za účelem výroby gradientních materiálů. Pomocí této technologie vytvořil Honeywell disk TI6AL4V/Inconel 718 Bimetallic Turbine Disc, který je třikrát odolnější vůči tepelné únavě.
Adititivní výroba ARC (WAAM): Tato metoda používá jako zdroj tepla oblouk MIG/TIG jako zdroj tepla a může ukládat až 8 kg/h, což je dobré pro výrobu masivních strukturálních částí. Technologie 3D tisku pro mořské pohonné hřídele vytvořené společností CSIC 725 snížila náklady na materiál o 40% a zvýšila produkci o 70%.
Velké kroky vpřed ve vědě o materiálech
Materiálový systém pro kovový 3D tisk se mění ze standardních slitin na funkční a inteligentní:
Vývoj vysokých - Performance Alloys: Shagang Group vytvořil Nickel GTD222 - High - teplotní slitina v reakci na poptávku v leteckém průmyslu. Má pevnost v tahu 1200 mPa při 650 stupňů, což je o 25% vyšší než typický materiál GH4169.
Multi - Materiární kompozitní technologie: změnou velikosti práškových částic (například 45 μm základního prášku a 15 μm rafinovaného prášku), velikost zrna titanové slitiny může být zkrácena z 50 μm na 10 μm, což mu dává únavou životnost více než 10 ⁷ cyklů.
Použití inteligentních materiálů: Pro vytvoření adaptivního ventilu, který může automaticky změnit jeho otevření mezi 40 a 80 stupni, jsou částice slitiny tvarového paměti implantovány do nerezové oceli 316L. Nepřesnost je udržována na ± 0,5 stupňů.
Hluboká pronikání do průmyslového -
Tři vysoké - Konec průmyslových oblastí využila technologie kovového 3D tisku:
Aerospace: Letadlo Airbus A350XWB má 3D tištěné držáky titanových slitin, které zlehčují strukturu o 30% a palivo o 2%. Projekt Engine Engine Rolls Rolls použil technologii 3D tisku pro snížení počtu kompresorových lopatek z 36 na 18. Díky tomu byl tah - na - poměr hmotnosti o 15% vyšší.
Energetické nástroje: Jaderná energie čtvrté generace Vysoká - Teplotní plyn chlazený reaktor PARATERALOR PATEREM MADE STATE NÁVODUJÍCÍ VÝSTUPUJEMI VYPRAVENÍ 3D Printed Nickel - založené na přenosových trubkách založené na tepelném přenosu. Díky tomu je účinnost přenosu tepla 92%, což je o 8 procentních bodů vyšší než tradiční vzory.
Skupina BMW použila v modelu elektrického vozidla IX3 3D tištěné zásobníky z hliníkové slitiny. Díky tomu bylo auto o 12 kg zapalovanější a zvýšilo rozsah NEDC o 15 km.