Prinsip dan Klasifikasi Teknologi Pencetakan 3D Logam
Dengan lapisan demi lapisan menyusun serbuk atau wayar logam, teknologi pencetakan 3D logam menukar model CAD kepada model sebenar. Direct Metal Laser Sintering (DMLS), paten pencetakan 3D logam pertama, telah diperoleh pada tahun 1990-an oleh EOS Germany. Empat teknik ini-penyatuan katil serbuk, penyemburan pelekat, pemendapan tenaga langsung dan penyemperitan bahan-kebanyakannya mentakrifkan percetakan 3D logam seperti sekarang.
DMLS, peleburan laser terpilih (SLM), dan peleburan pancaran elektron (EBM) bersama-sama membentuk gabungan dasar serbuk. Teknologi ini pembinaan lapisan demi lapisan menggunakan sinar laser atau elektron, mencairkan serbuk logam. Walaupun EBM boleh menghasilkan hampir semua bentuk geometri dengan ketepatan yang tinggi, termasuk mencabar bahan mesin seperti aloi titanium dan aloi suhu tinggi nikel, DMLS boleh digunakan untuk membina objek daripada hampir mana-mana aloi logam, SLM menjana objek bercetak yang agak padat dan kuat. .
Menggunakan pancutan dakwat untuk menjatuhkan pelekat di atas katil serbuk logam, penyemburan pelekat-seperti gabungan pelbagai jet (MJF) dan semburan zarah nano (NPJ-memantapkan serbuk secara beransur-ansur lapisan demi lapisan, jadi menghasilkan keseluruhan produk. Bahagian yang lebih besar boleh dihasilkan melalui kaedah ini , yang boleh berjalan pada suhu bilik tanpa memerlukan struktur sokongan.
Pemendapan tenaga langsung merangkumi pemendapan bahan laser (LMD), pembuatan aditif arka (WAAM), dan pemendapan logam langsung (DED). Kaedah-kaedah ini menyemperit serbuk logam atau dawai dan serta-merta menggunakannya pada kesan tenaga tinggi, pencairan dan pembinaan lapisan demi lapisan. Walaupun LMD boleh menggunakan bahan secara berkesan untuk mencapai ketumpatan tinggi dan percetakan prestasi mekanikal yang tinggi, DED boleh memulihkan bahagian logam yang pecah dan menambah komponen baharu.
Menggunakan filamen polimer atau wayar yang diresapi dengan zarah logam kecil untuk mencetak lapisan demi lapisan, dan seterusnya mencairkan zarah logam menjadi logam pepejal dengan prosedur penyahgaraman dan pensinteran, penyemperitan bahan-seperti pemodelan pemendapan bersatu (FDM) dan fabrikasi fius (FFF-membolehkan untuk ini).
Percetakan 3D logam digunakan dalam reka bentuk ringan
Kebanyakannya diwakili dalam ciri berikut, teknologi pencetakan 3D logam mempunyai faedah yang besar dalam reka bentuk ringan bahagian aeronautik.
Reka bentuk pengoptimuman struktur: Bentuk bahagian geometri yang kompleks, termasuk struktur kekisi berongga, sandwic berongga/binaan bertetulang berdinding nipis, struktur bersepadu dan struktur dioptimumkan topologi, boleh dihasilkan secara langsung oleh percetakan 3D logam. Bentuk struktur ini mengurangkan penggunaan bahan sambil mengekalkan atau meningkatkan kekuatan struktur, justeru mencapai reka bentuk yang ringan.
Terdiri daripada panel nipis dan teras tebal, sandwic berongga/binaan bertetulang berdinding nipis boleh mengedarkan tegasan luaran, meningkatkan kekakuan dan kekuatan lenturan serta menjimatkan berat.
Pembinaan kekisi kosong: Seseorang boleh mengimbangi kekuatan, kekakuan dan keliatan dengan mengubah ketumpatan relatif dan susunan sel unit kekisi, oleh itu menurunkan berat lebih daripada 70%.
Struktur pengoptimuman Topologi berstruktur holistik: Menggunakan kaedah matematik untuk mencari reka bentuk struktur yang optimum, dengan menukar struktur dalaman objek, meminimumkan penggunaan bahan sambil mengekalkan kekuatan struktur. Gabungkan beberapa bahagian menjadi satu entiti, jadi mengurangkan struktur sambungan seperti bebibir dan kimpalan, memudahkan proses pemasangan dan mengoptimumkan reka bentuk berfungsi.
Meningkatkan prestasi dan memilih bahan: Penggunaan aeroangkasa amat sesuai untuk pelbagai aloi logam ringan, termasuk aloi titanium dan aloi aluminium, yang mempunyai kekuatan tinggi dan ketumpatan rendah dan oleh itu agak sesuai untuk teknologi percetakan 3D logam. Tambahan pula, kualiti mekanikal dan ketahanan bahan dipertingkatkan melalui parameter pencetakan optimum dan teknik rawatan haba.
prototaip dan pembaikan pantas: Pengeluaran pantas bahagian prototaip yang dimungkinkan oleh teknologi percetakan 3D logam membantu pereka bentuk mengesahkan idea reka bentuk yang segar. Pada masa yang sama, ia juga boleh memendekkan kitaran pembaikan, mengurangkan kos pengeluaran, mencapai pembuatan komponen yang pantas, dan pembaikan tepat bahagian yang rosak.
Situasi aplikasi tertentu
Menggunakan teknologi percetakan 3D logam, contohnya, enjin pesawat boleh menghasilkan komponen struktur yang rumit termasuk kebuk pembakaran dan bilah turbin. Komponen ini telah diperhalusi untuk mengurangkan penggunaan bahan sambil meningkatkan prestasi dan ketahanan. Tambahan pula boleh dicapai dengan bahagian penting termasuk gear pendaratan dan pendakap pesawat. Komponen ini bukan sahaja ringan tetapi juga meningkatkan kapasiti galas beban dan ketahanan melalui pengoptimuman reka bentuk struktur. Teknologi percetakan 3D logam juga boleh meminimumkan kos pengeluaran, memudahkan teknik pembuatan dan memotong struktur dan kerumitan pemasangan.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-compact-heat-exchanger.html