Impresión 3D de metal

Recientemente, hicimos una demostración de metalImpresión 3D, y lo completamos con mucho éxito, entonces, ¿qué es metal?Impresión 3D? ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas?

La impresión 3D de metal es una tecnología de fabricación aditiva que construye objetos tridimensionales al agregar materiales metálicos capa por capa. Aquí hay una introducción detallada a la impresión 3D de metal:

Principio técnico
Sinterización láser selectiva (SLS): el uso de vigas láser de alta energía para derretir selectivamente y sinteros polvos de metal, calentando el material de polvo a una temperatura ligeramente por debajo de su punto de fusión, de modo que se forman enlaces metalúrgicos entre las partículas de polvo, construyendo así la capa de objeto por capa. En el proceso de impresión, primero se coloca una capa uniforme de polvo de metal en la plataforma de impresión, y luego el haz láser escanea el polvo de acuerdo con la forma de sección transversal del objeto, de modo que el polvo escaneado se derrite y se solidifica juntos, después del Finalización de una capa de impresión, la plataforma cae una cierta distancia y luego extiende una nueva capa de polvo, repita el proceso anterior hasta que se imprima todo el objeto.
Fundación láser selectiva (SLM): similar a SLS, pero con una mayor energía láser, el polvo de metal se puede fundir por completo para formar una estructura más densa, se pueden obtener una mayor densidad y mejores propiedades mecánicas, y la resistencia y la precisión de las piezas de metal impresas son más altos, cercanos o incluso superados las piezas producidas por el proceso de fabricación tradicional. Es adecuado para la fabricación de piezas en aeroespaciales, equipos médicos y otros campos que requieren alta precisión y rendimiento.
Fundación del haz de electrones (EBM): el uso de haces de electrones como fuente de energía para derretir los polvos de metal. El haz de electrones tiene las características de alta densidad de energía y alta velocidad de exploración, lo que puede derretir rápidamente el polvo de metal y mejorar la eficiencia de la impresión. La impresión en un entorno de vacío puede evitar la reacción de los materiales metálicos con oxígeno durante el proceso de impresión, que es adecuado para imprimir aleación de titanio, aleación a base de níquel y otros materiales metálicos sensibles al contenido de oxígeno, a menudo utilizado en equipos aeroespaciales y otros altos. -Ed campos.
Extrusión de material metálico (ME): método de fabricación basado en extrusión de material, a través del cabezal de extrusión para extruir el material metálico en forma de seda o pasta, y al mismo tiempo para calentar y curar, para lograr la capa mediante el moldeo de acumulación de capa. En comparación con la tecnología de fusión láser, el costo de inversión es más bajo, más flexible y conveniente, especialmente adecuado para el desarrollo temprano en el entorno de oficina y el entorno industrial.
Materiales comunes
Aleación de titanio: tiene las ventajas de alta resistencia, baja densidad, buena resistencia a la corrosión y biocompatibilidad, ampliamente utilizadas en aeroespaciales, equipos médicos, automóviles y otros campos, como cuchillas de motor de aeronaves, articulaciones artificiales y otras piezas de fabricación.
Acero inoxidable: tiene una buena resistencia a la corrosión, propiedades mecánicas y propiedades de procesamiento, de costo relativamente bajo, es uno de los materiales comúnmente utilizados en la impresión 3D de metal, se pueden utilizar para fabricar una variedad de piezas mecánicas, herramientas, dispositivos médicos, etc.
Aleación de aluminio: baja densidad, alta resistencia, buena conductividad térmica, adecuada para piezas de fabricación con requisitos de alto peso, como bloqueo de cilindros del motor de automóviles, piezas estructurales aeroespaciales, etc.
Aleación a base de níquel: con una excelente resistencia a la temperatura, resistencia a la corrosión y resistencia a la oxidación, a menudo se usa en la fabricación de componentes de alta temperatura, como motores de aeronaves y turbinas de gas.
ventaja
Alto grado de libertad de diseño: la capacidad de lograr la fabricación de formas y estructuras complejas, como estructuras de celosía, estructuras topológicamente optimizadas, etc., que son difíciles o imposibles de lograr en los procesos de fabricación tradicionales, proporciona un mayor espacio de innovación para el diseño de productos, y puede producir piezas más ligeras y de alto rendimiento.
Reduzca el número de piezas: se pueden integrar múltiples piezas en todo, reduciendo el proceso de conexión y ensamblaje entre las piezas, mejorar la eficiencia de producción, reducir los costos, pero también mejorar la confiabilidad y la estabilidad del producto.
Prototipos rápidos: puede producir un prototipo de un producto en poco tiempo, acelerar el ciclo de desarrollo del producto, reducir los costos de investigación y desarrollo y ayudar a las empresas a llevar productos al mercado más rápido.
Producción personalizada: según las necesidades individuales de los clientes, se pueden fabricar productos únicos para cumplir con los requisitos especiales de diferentes clientes, adecuados para implantes médicos, joyas y otros campos personalizados.
Limitación
Mala calidad de la superficie: la rugosidad de la superficie de las piezas metálicas impresas es relativamente alta, y se requiere posterior al tratamiento, como la molienda, el pulido, la arena, etc., para mejorar el acabado superficial, aumentando el costo y el tiempo de producción.
Defectos internos: pueden haber defectos internos como poros, partículas no fusionadas y fusión incompleta durante el proceso de impresión, que afectan las propiedades mecánicas de las piezas, especialmente en la aplicación de alta carga y carga cíclica, es necesario reducir la aparición de defectos internos optimizando los parámetros del proceso de impresión y adoptando métodos de procesamiento postprocesamiento apropiados.
Limitaciones del material: aunque los tipos de materiales de impresión 3D de metal disponibles están aumentando, todavía hay ciertas limitaciones de materiales en comparación con los métodos de fabricación tradicionales, y algunos materiales metálicos de alto rendimiento son más difíciles de imprimir y el costo es más alto.
Problemas de costo: El costo de los equipos y materiales de impresión 3D de metal es relativamente alto y la velocidad de impresión es lenta, lo que no es tan rentable como los procesos de fabricación tradicionales para la producción a gran escala, y actualmente es principalmente adecuada para una pequeña producción personalizada y personalizada. y áreas con alto rendimiento del producto y requisitos de calidad.
Complejidad técnica: la impresión 3D de metal implica parámetros de proceso complejos y control de procesos, lo que requiere operadores profesionales y soporte técnico, y requiere un alto nivel técnico y experiencia de los operadores.
Campo de aplicación
Aeroespacial: se usa para fabricar cuchillas aerodinámicas, discos de turbinas, estructuras de ala, piezas satelitales, etc., que pueden reducir el peso de las piezas, mejorar la eficiencia del combustible, reducir los costos de producción y garantizar el alto rendimiento y la confiabilidad de las piezas.
Automóvil: fabricar un bloque de cilindro de motor de automóvil, carcasa de transmisión, piezas estructurales livianas, etc., para lograr un diseño ligero de automóviles, mejorar la economía de combustible y el rendimiento.
Médico: la producción de dispositivos médicos, articulaciones artificiales, ortesis dentales, dispositivos médicos implantables, etc., de acuerdo con las diferencias individuales de la fabricación personalizada de los pacientes, mejoran la idoneidad de los dispositivos médicos y los efectos del tratamiento.
Fabricación de moho: fabricación de moldes de inyección, moldes de fundición de troqueles, etc., acorta el ciclo de fabricación de moho, reduce los costos, mejoran la precisión y la complejidad del moho.
Electrónica: fabricar radiadores, conchas, placas de circuitos de equipos electrónicos, etc., para lograr la fabricación integrada de estructuras complejas, mejorar el rendimiento y el efecto de disipación de calor de los equipos electrónicos.
Joyas: según la creatividad del diseñador y las necesidades del cliente, se pueden fabricar una variedad de joyas únicas para mejorar la eficiencia de producción y la personalización del producto.