Bagaimanakah percetakan 3D logam boleh mencapai{1}}acuan ketepatan tinggi untuk acuan?

一, Prinsip teknikal: dari kolam leburan mikro kepada ketepatan makro, kawalan tepat
Idea utama di sebalik percetakan 3D logam ialah mencairkan serbuk logam lapisan demi lapisan menggunakan-sumber haba tenaga tinggi. Ini membolehkan anda beralih terus daripada model digital ke bahagian sebenar. Sebagai contoh, aliran proses untuk teknologi peleburan terpilih laser (SLM) mempunyai empat langkah utama:
Penyebaran serbuk: Mekanisme pengikis dua arah menyebarkan serbuk logam secara sama rata ke seluruh meja kerja. Ketebalan salutan boleh dikawal dengan sangat tepat, antara 5 dan 50 μm, yang menyediakan asas untuk ketepatan tahap-mikrometer.
Pengimbasan laser: Kanta f-theta memfokuskan pancaran tenaga-tinggi daripada laser gentian 200W untuk mencipta tempat yang berdiameter kurang daripada 100 μ m. Serbuk cair di sepanjang laluan yang telah ditetapkan pada kelajuan 3000mm/s, dan lebar kolam lebur adalah sekitar dua hingga tiga kali diameter tempat itu.
Susunan lapisan demi lapisan: Selepas setiap lapisan dicairkan, meja kerja turun mengikut ketinggian satu lapisan dan proses peleburan peletakan serbuk diulang sehingga tiga-pembentukan pepejal tiga dimensi dicapai dengan susunan lapisan demi lapisan.
Kawal atmosfera: Pastikan ruang pengacuan diisi dengan gas lengai yang mempunyai kurang daripada 0.1% oksigen. Ini akan menghentikan logam daripada mengoksida dan memastikan prestasi bahan stabil.
Kaedah peleburan lapisan demi lapisan ini memungkinkan untuk mencipta bentuk yang rumit di dalam acuan yang sukar untuk digunakan menggunakan kaedah tradisional. Sebagai contoh, peralatan Platinum BLT-S400 boleh mengawal saiz ciri minimum dalam lingkungan 100 μ m dan kekasaran permukaan asal Ra hingga dalam 8 μ m untuk saiz pengacuan 400 × 300 × 400mm ³ melalui pengimbasan kolaboratif berbilang-laser. Ini memberikan sokongan perkakasan untuk membuat acuan dengan ketepatan yang sangat tinggi.
2, Empat cara utama untuk meningkatkan ketepatan menggunakan teknologi
1. Saluran penyejukan fleksibel yang beralih daripada penyebaran haba yang sama kepada kawalan suhu yang tepat
Sistem penyejukan acuan biasa menggunakan lubang lurus atau teknologi penggerudian, dan susunan litar air penyejuk adalah terhad. Ini boleh menyebabkan acuan mempunyai pengagihan suhu yang tidak sekata, yang boleh menyebabkan masalah seperti ubah bentuk dan pengecutan produk. Teknologi percetakan 3D logam telah melepasi halangan ini. Dengan reka bentuk pengoptimuman topologi, saluran penyejukan konformal yang sesuai dengan bentuk rongga acuan dengan sempurna boleh dibuat di dalam acuan.
Teknologi Platinum menggunakan keluli acuan BLT-18Ni300 dan cetakan 3D untuk menjadikan saluran air penyejuk berdiameter 2-3mm dan jarak saluran air 5-8mm. Ini membolehkan cecair penyejuk secara langsung menjejaskan kawasan suhu tinggi. Data eksperimen menunjukkan bahawa sistem penyejukan yang lebih baik boleh mengurangkan perbezaan suhu permukaan acuan daripada 15-20 darjah dalam prosedur konvensional kepada di bawah 5 darjah, mengurangkan kitaran pengacuan suntikan sebanyak 15% -30%, dan meningkatkan hasil produk lebih 10%.
2. Struktur ringan: daripada mengambil bahan untuk membuat struktur yang lebih baik
Apabila membuat acuan-cara lama, bahan-bahan yang tidak diperlukan akan dialihkan melalui pemprosesan mekanikal. Ini memerlukan sumber dan menyukarkan untuk mencipta struktur dalaman yang rumit. Menggunakan kaedah pengoptimuman topologi, pencetakan 3D logam boleh mengalih keluar unsur-unsur yang tidak diperlukan dengan tepat sambil mengekalkan acuan yang kuat, yang membawa kepada reka bentuk yang ringan.
Sebagai contoh, selepas menggunakan teknologi percetakan 3D untuk membuat acuan untuk bahagian kereta, beratnya dipotong sebanyak 35% dan kos bahan dipotong sebanyak 28%. Pada masa yang sama, reka bentuk yang ringan menjadikan acuan kurang berat, mengurangkan masa yang diperlukan untuk menukar acuan sebanyak 40%, dan sangat meningkatkan kecekapan pengeluaran. Dengan mengisi bahagian bukan-beban-dengan struktur kekisi, berat boleh dikurangkan lagi tanpa kehilangan kekakuan. Ini adalah cara baharu untuk membuat acuan lebih ringan.
3. Integrasi Fungsi Kompleks: Daripada Satu Struktur kepada Banyak Fungsi
Percetakan 3D logam mempunyai ciri pembuatan berlapis yang memungkinkan untuk menggabungkan beberapa struktur berfungsi ke dalam acuan. Contohnya, dalam acuan suntikan, mekanisme ejektor, peluncur, litar air penyejuk, dan bahagian lain boleh digabungkan menjadi satu bahagian untuk memudahkan pemasangan dan kurang berkemungkinan berlaku kesilapan. Dalam senario acuan perubatan, cetakan 3D menjadikan acuan yang dahulunya memerlukan 12 bahagian untuk disatukan menjadi 2 bahagian sahaja. Ini mengurangkan masa yang diambil untuk menyusun acuan daripada 8 jam kepada 1.5 jam dan mengekalkan toleransi dimensi dalam ± 0.02mm.
4. Inovasi dalam Bahan: Daripada Aloi Universal kepada Bahan Tersuai
Percetakan 3D logam boleh berfungsi dengan pelbagai jenis bahan, termasuk keluli tahan karat, aloi aluminium, aloi titanium dan aloi-nikel. Ia juga boleh mengubah sifat bahan dengan menukar komposisi serbuk. Sebagai contoh, dalam industri aeroangkasa, acuan yang dibuat dengan Inconel 718, aloi berasaskan-nikel, boleh kekal kuat dan menahan kakisan walaupun pada suhu setinggi 650 darjah , iaitu apa yang diperlukan untuk keadaan kerja yang sangat sukar. Dalam bidang perubatan, menguruskan keliangan (30–70% boleh diubah) dan saiz liang (200–600 μm) aloi titanium boleh membantu implan dan tulang manusia bekerja lebih baik bersama-sama, yang boleh menjadikan pembedahan lebih berjaya.
3, Teknologi untuk pemprosesan-siaran: daripada acuan kasar kepada ketepatan yang sempurna
Walaupun ketepatan pembentukan asal pencetakan 3D logam berada pada tahap mikrometer,-teknologi pemprosesan pasca masih perlu ditambah untuk memenuhi piawaian yang ketat untuk kualiti permukaan acuan, ketepatan dimensi dan perkara lain.
Rawatan haba adalah prosedur yang menghilangkan tekanan sisa dan memperbaiki struktur mikro bahan. Beberapa contoh ialah penyepuhlindapan larutan dan rawatan umur. Sebagai contoh, kekerasan keluli alat H13 boleh berubah dari 38HRC kepada 52HRC selepas rawatan penyelesaian pada 1050 darjah dan rawatan penuaan pada 620 darjah. Rintangan hausnya juga menjadi lebih baik.
Rawatan permukaan: Untuk menjadikan permukaan lebih baik, letupan pasir, penggilap, penyaduran elektrik dan kaedah lain digunakan. Melalui penggilap mekanikal, kekasaran permukaan bekas acuan ketepatan tertentu telah dikurangkan daripada Ra8 μ m kepada Ra0.4 μ m. Ini memenuhi piawaian pengacuan suntikan untuk produk gred optik.
Pemesinan ketepatan: Pengilangan CNC atau pemesinan EDM bagi item penting dengan toleransi saiz yang ketat. Sebagai contoh, acuan penyambung tertentu dibuat menggunakan pencetakan 3D dan pembuatan komposit CNC, dan kelegaan mengawan dikekalkan dalam 0.005mm, yang merupakan tahap tertinggi di dunia.