1, Технически принцип: Формиране на свободен режим на сложни структури чрез натрупване на акумулативно събличане.
The essence of metal 3D printing is to divide a 3D digital model into hundreds to thousands of 2D cross-sectional layers and to implement a selective solidification or melting and solidification by using high-energy beam (laser or electron beam adding or sintering metal powder one layer at a time, or a metal wire, generating a solid part. This breakthrough process exceeds the physical limitations of Конвенционално изваждане на производството (завъртане, смилане и смилане) и равно производство на материали (отлив, ковано и заварено), за да се доставят три ключови технологични предимства:
Производство без плесен: Можете да произвеждате малки партиди части директно и да тествате масовото производство на части и не е необходим плесен. Цикълът на производство на плесени в традиционната индустрия може да бъде съкратен от няколко месеца до няколко дни. Цената беше намалена с повече от 80%! Например, определена компания за авиационни двигатели използва SLM технологията за производство на острие от титаниева сплав, което намалява разходите за плесен от 1,2 милиона юана до нула и съкращава цикъла на изследване и развитие с 65%.
Една стъпка формоване върху сложна структура: може да се произвеждат сложни структури като решетка, конформни канали за охлаждане, структури за намаляване на оптимизацията на топологията, традиционният метод не може да бъде в състояние да направи. Например, използването на SLM дава възможност на GE Aviation да формира № 20, които се комбинират там в един в накрайника на горивото на Leap Engine, което се превръща в намаляване на теглото от 25% и 15% по -добра икономия на гориво.
Контрол на разпределението на градиента на материала: Промените в степенуването могат да бъдат направени в твърдост, топлинна проводимост, устойчивост на корозия и други свойства в различни области на частта чрез технологията на много материален композитен печат. Например, производителят на мощност на ядрените клапани приема технологията за печат на FGM (функционален градиент) за подобряване на износване - устойчивост на повърхността на уплътнителния клапан с 3 пъти, без увеличаване на теглото на основната част на тялото
2, Прецизно управление: подривна от микрона до нанометър
Трудността на високите - прецизна механични части е прецизно да се контролира точността на размерите, грапавостта на повърхността и толерантността на формата и позиционния толеранс. Постигане на скок по точност наМетален 3D печате възможно чрез следните технологични посоки:
Подобряване на хардуерната точност:
Контрол на диаметъра на точката: Съвременното SLM оборудване има динамично фокусираща се лазерна система и диаметърът на петна може да бъде точно контролиран в диапазона от 50 - 100 m, което е 40% по -добро от старото оборудване. Например, с 12 лазерно затягане на технологията за сканиране, доказана на растенията Platinum BLT-S800 с точност на производството на остриета на въздухоплавателния двигател на ниво микрометър на грапавост r_ по-малко или равно на 3,2 µm.
Точност на позицията на системата за движение: Линейният двигател и решетъчната владетелка затворена - система за управление на контура се използва за контрол на грешката в позицията в рамките на 2 микрона. Надеждността и възпроизводимостта на формата и позицията е ± 0,01 мм за процеса Renishaw AM400, което води до импланти за медицински изделия, които са 100% стабилни и надеждни според медицинския стандарт ISO 13485.
Оптимизация на параметрите на процеса:
Нов модел на сканиране: Използва се шахматна дъска и спирални модели, а не непрекъснати модели в опит да се смекчи деформацията, свързана с термичния стрес. Съобщава се от специфичен производител на автомобилни части, че нивото на деформация на деформацията на бойната алуминиева скоба е подобрено от 0,5 мм до 0,1 мм, като се прилага тяхната разработена стратегия за сканиране.
Дебелина на слоя: възможността да можете да отпечатате с дебелина на ултра финия слой (20-30 микрона) може да произведе части от малки размери; с безупречно покритие на повърхността. Когато печатат ортопедични импланти на титанова сплав, оборудването EOS M 400-4 е приело дебелината на слоя от 25 μm, чиято повърхностна грапавост RA намалява от 6 μm до 1,8 μm, които са близо до нивото на полиране.
Технологична интеграция след обработка:
Горещо изостатично натискане (HIP): Той премахва вътрешните пори в частите при висока температура от 1200 градуса и високо налягане от 150MPa, така че плътността на частите да се увеличава от 99,2% до 99,95%; Животът на умората на авиационната структурна част се увеличава три пъти след прилагането на тазобедрената технология в определено растение за авиационни структурни компоненти.
Електрохимично полиране (ECP) - Елиминиране на повърхностните асортии чрез електролитно микро ецване за получаване на наносместима повърхност. Според практиката, повърхностната грапавост RA на кухината от неръждаема стомана се намалява от технологията ECP от 0,4 μm до 0,05 μm от определена компания за полупроводниково оборудване, която може да отговаря на изискванията за вакуумно уплътняване.
3, Развитие от единични метали до композитни материали 3.1 Адаптивност на материала
Механичните части с висока точност изискват различни свойства на материала, а метал 3D печат е осъзнал покритието от общи метали, високотемпературни сплави, леки метални сплави, към биомедицински метали, както се изисква).
Титанови сплави: TI6AL4V AWE има съвпадение с висока якост от 890 MPa с ниска плътност 4,43 g/cm ³ и показва голяма биосъвместимост, така че се превръща в основен материал в аерокосмическото пространство, а също и лекарства. Ортопедичен производител на импланти, прилагал EBSM технологията за производство на протези на тазобедрената става, якостта на свързване с костната тъкан е подобрена с 40 %, а периодът на рехабилитация на операцията - е съкратен с 30 %.
9 Никелова базирана сплав Inconel 718 има висока якост (якостта на опън е 1034MPa) на 650 градуса. Той се използва широко за острието на газовата турбина. Енергийна компания стига дотам, че 3D печат газови лопатки, като SLM добавя диаметър на охлаждащия канал от само 0,8 мм, предлагайки подобрено охлаждане на около 30% над колегите от отливане.
Алуминиева сплав: Alsi10mg са широко използвани в автомобилни леки тежести поради ниска плътност (2,7 g/cm ³) и превъзходни свойства за леене. Компанията за енергийни превозни средства използва Scalmalloy ® New Printed Racing Fender/Scalmalloy ® има здравина, която е с 50% по -висока от традиционната алуминиева сплав, а от цялото се образува сложна аеродинамична повърхност.
Мулти Материални композитни: Метални керамични полимерни композити Материанинът може да бъде отпечатан с градиент чрез използване на технологията на наночастици за джегване (NPJ). Една фотоволтаична компания използва NPJ технологията, за да замени сребърната паста като алтернативен материал, който намалява количеството на среброто, използвано в хетероюнктните клетки от 130 mg/лист до 50 mg/лист и намали цената на ват с 0,12 юана.
4, Индустриалното приложение: От лаборатория до индустриална употреба
От производството на прототип до масовото производство, Metal 3D печатната технология постигна търговски успех в много високи полета -
Аеронавтика: 3D отпечатани скоби от титаниев сплав се прилагат в самолета Airbus A350 XWB, а якостта на свързване между крилата и фюзелажа на крилата се е увеличила с 25%; COMAC C919 Завършваща лента на ръба на крилото осъзнава интегрираното формоване на едно парче чрез SLM технология, а скоростта на използване на материали е увеличена от 15% на 92%.
Автомобилно производство: BMW Group използва Waam Technology до 3D печат на електрически корпуси на двигателя, намаляването на теглото е 40%, разсейването на топлина е 15% по -ефективно; Tesla Model Y Задният панел приема 6000T интегрирана матрица - кастинг + 3 D Печатаща технология, 70 В 1, времето на производствения цикъл е удължено до 90 секунди на парче.
Медицински изделия: 3D отпечатаната пореста медицинска титанова сплав междупрешленно сливане с порьозност от 80% от Johnson & Johnson DePuy Synthes може да ускори темповете на растеж на костните клетки с три пъти; 3D отпечатаната кобалтова хромова сплав на Healthineers на Siemens с дебелина само 0,15 мм е с 40% по -висока от традиционната технология за лазерно рязане.