Verrattuna suuriin tietoihin, VR:ään ja tekoälyyn, 3D-tulostus ei ole nykyään kovin uutta teknologiaa.Tämän teknologian historia on yli 30-vuotias.

Kuinka monta etua metalli 3D tulostuksessa on?Mitkä ovat eri metallisten 3D-tulostustekniikoiden väliset erot painotuotteiden ja metallurgian alalla?Tässä numerossa 3D Science Valley ja Gu tulette kokemaan metallurgian ja prosessointitieteen metallin D painatuksessa.

Metalli painettuna

Alkuperä ja seuraavat vaiheet

Yksi ensimmäisistä 3D-tulostustekniikoista, jotka liittyvät metallien lisäaineen valmistukseen, oli SLS-selec&\\\ 35; 116;aktiivinen lasersintraustekniikka, jota käytettiin tuolloin muovijauheen sintraamiseen.Ja 1990-luvulla Manriquez-Frayre ja Bourell ymmärsivät metallin tuotteiden painamisen SLS-teknologian avulla.

Tänään, kun puhumme metalli 3D painaminen, me yleensä viitataan SLM-selektiivinen laser sulaminen teknologia, ja SLS teknologia on enemmän käytetty sintraus materiaaleja kuin metallia.

SLM-teknologia on niin kiehtovaa, että jätämme huomiotta toisen kolmiulotteisen metallin painamisen, DED-suoran energian laskeuman teknologian, joka käyttää elektronisuihkua, plasma a tai laseria sulattaakseen metallilangan/jauheen ja hitsaamaan metallin tuote kiinni Manufactured verkkomuodossa.

Selective laser sintrang (SLS) teknologiaa käytti 1984-luvulla tohtori Carl Deckard Texas in yliopistosta Austinissa ja tohtori Joe Beanman, yliopiston konsultti.3D Systems hankki tämän teknologian DTM:stä yritysostojen kautta, mutta kun patentti umpeutui 2014:ssä, äskettäin ilmestyneiden 3D-tulostimien valmistajien tarkoituksena oli tehdä SLS:stä, joka on kallis teollinen tulostusprosessi, alttarilta.

SLM selec&\35;116:n perustamissatentti, joka on peräis in Saksan Fraunhofer-instituutin omistamasta Laser Technology Research Institute -instituutista, ja tämän patentin voimassaolon päättymispäivä on joulukuussa 2016.EOS käynnisti ensimmäisen kaupallisen SLM-laitteen 1995-luvulla, ja sillä oli oikeus käyttää SLS-teknologiapatenttia hankkimalla 3D-järjestelmien patenttiluvan.Toinen yritys, Arcam, sai oikeuden käyttää EBM teknologiaa Adersson & Larsson&\Χ39;s -patentti 2000-luvulla ja käynnisti ensimmäisen kaupallisen EBM-tulostuslaitteen vuonna 2002.

Kun alkuperäisen 3D-tulostinlaitteen patentin voimassaolo on päättynyt täysin, samoin kuin metallin prosessointi, jauheteknologian kehittäminen ja Arcam in ja Concept laserin hankkiminen GE: ltä, metallin 3D-tulostus on myös johtanut ajan kulumiseen.Greg Morris in mukaan GE&\35;39:n lisäaineen tuotantopäällikkö GE lisää 3D-tulostuksen nopeutta 2–3 vuodessa, ja he toivovat saavuttavansa sata kertaa nykyisen nopeuden tulevaisuudessa.Laitteiston käsittelytekniikan parantamisen, materiaalien yhteistyön ja hintojen järkeistämisen myötä metallin 3D-painatuksessa on pakko olla laajempi tie teollistumisen alalla. Tämä on erittäin tärkeää.Prosessointi- ja sovellusosapuolten on vastattava tällaiseen teknologiseen aaltoon, ja metallin 3D-tulostuksen metallurgisen prosessoinnin ymmärtäminen on tullut pakolliseksi kurssiksi.

Itse asiassa metallin käsittelyssä tapahtuu monia hienovaraisia asioita.Esimerkkinä voidaan mainita SLM selec&\35;116;vive laser-sulamisteknologia.Jauheen laser-sulamisprosessin aikana jokainen laserpiste luo miniatyyrin sulaneen altaan, joka on peräisin jauheen sulattamisesta sen jäähdyttämiseksi kiinteäksi rakennelmaksi, paikan koon ja voiman tuoman lämmön. Tämän koon perusteella määräytyy tämän pienoiskoossa olevan sulan altaan koko, joka vaikuttaa osan mikrokiteiseen rakenteeseen.Jauheen sulattamiseksi on lisäksi siirrettävä riittävästi laserenergiaa materiaaliin, jotta jauhe voidaan sulattaa keskiosassa, jolloin syntyy täysin tiheä osa, mutta samaan aikaan lämmön johtaminen ylittää laserpaikan ympärysrajan ja vaikuttaa ympäröivään jauheeseen.Puolisulatettua jauhetta ilmestyy, mikä johtaa huokosiin.

Laitteistosta käsin, jotta saavutetaan laserpaikannus ja fokusointi, 3D Science Valleyn markkinatutkimuksen mukaan useimmat laser in sulamisjärjestelmät käyttävät Galvanometriä skannaavaa galvanometriä.Uusin teknologia on dynaaminen fokusjärjestelmä, joka ohittaa lasersäteen linjan Galva galvanometrin yläjuoksulla.Aseta pienempi linssi keskelle, jotta voidaan säätää optisen järjestelmän fokusaalista pituutta.

Sovelluksen puolella metallurginen suorituskyky liittyy lisäksi jäykkiin olosuhteisiin, kuten laitteiston konfigurointiin, myös moniin metallin kolmiulotteisen tulostuksen edellytyksiin.Prosessointiparametrien asettaminen, jauheen laatu ja hiukkasolosuhteet, inertin ilmakehän hallinta prosessoinnin aikana, laserskannausstrategia, laserspotin koko ja kosketus jauheeseen, sulan altaan ja jäähdytyksen ohjaus jne. kaikki tuottavat erilaisia metallurgisia tuloksia.

Yleisesti ottaen, mitä nopeammin käsittely, sitä suurempi pinnan epätasaisuus, jotka ovat kaksi toisiinsa liittyvät muuttujat yksi toisensa jälkeen.Lisäksi jäljelle jäävä stressi on yleinen aihe, jota DED ja SLM prosessointitekniikka kohtaavat, ja jäljelle jäävä stressi vaikuttaa jälkiprosessoinnin ja mekaanisen suorituskyvyn parametreihin.Kuitenkin, mukaan 3D Science Valley markkinatutkimus, joka perustuu kykyyn hallita metallurgia, jäännösvaressi voidaan myös käyttää edistää uudelleenkiteyttämistä ja muodostumista hienolla equiaxed kide rakenteita.

Viimeisten viiden vuoden aikana on tapahtunut paljon edistystä, kun on ymmärretty metallien painamisprosessin mikrorakenne ja uusien seosten prosessointiin liittyvät ominaisuudet.Samaan aikaan on havaittu myös mikrorakenteen heterogeenisyyttä.Tältä osin metallurgian prosessointi (kolumni, korkea suuntautuminen, huokoisuus jne.) ymmärretään entistä paremmin, mikä ei ainoastaan paranna metallin 3D-tulostuksen prosessin valvontaa vaan myös asettaa uusia vaatimuksia materiaalien valmistelulle ja jälkikäsittelylle.