Metalezko 3D inprimaketa

Duela gutxi, metalezko erakustaldi bat egin genuen3D inprimaketa, eta oso arrakastaz burutu genuen, beraz, zer da metala3D inprimaketaZeintzuk dira bere abantailak eta desabantailak?

Metalezko 3D inprimaketa gehigarrizko fabrikazio-teknologia bat da, hiru dimentsioko objektuak eraikitzen dituena metalezko materialak geruzaz geruza gehituz. Hona hemen metalezko 3D inprimaketaren sarrera zehatza:

Printzipio teknikoa
Laser bidezko sinterizazio selektiboa (SLS): Energia handiko laser izpiak erabiltzea metal hautsak selektiboki urtu eta sinterizatzeko, hauts materiala bere urtze-puntuaren azpitik dagoen tenperaturara berotuz, hauts partikulen arteko lotura metalurgikoak sortuz, horrela objektua geruzaz geruza eraikiz. Inprimatze-prozesuan, metal hauts geruza uniforme bat jartzen da lehenik inprimatze-plataforman, eta ondoren laser izpiak hautsa eskaneatzen du objektuaren zeharkako sekzioaren formaren arabera, eskaneatutako hautsa urtu eta elkarrekin solidotu dadin. Inprimatze-geruza bat amaitu ondoren, plataforma distantzia jakin bat jaisten da, eta ondoren hauts geruza berri bat zabaltzen da, goiko prozesua errepikatuz objektu osoa inprimatu arte.
Laser bidezko urtze selektiboa (SLM): SLSren antzekoa, baina laser energia handiagoarekin, metal hautsa guztiz urtu daiteke egitura trinkoagoa osatzeko, dentsitate handiagoa eta propietate mekaniko hobeak lor daitezke, eta inprimatutako metal piezen erresistentzia eta zehaztasuna handiagoak dira, antzekoak edo are handiagoak, ohiko fabrikazio prozesuaren bidez ekoitzitako piezen antzekoak. Egokia da aeroespazialean, ekipamendu medikoan eta zehaztasun eta errendimendu handia behar duten beste arlo batzuetan piezak fabrikatzeko.
Elektroi-sorta bidezko urtzea (EBM): Metal hautsak urtzeko elektroi-sortak energia-iturri gisa erabiltzea. Elektroi-sortak energia-dentsitate handiko eta eskaneatze-abiadura handiko ezaugarriak ditu, eta horrek metal hautsa azkar urtu eta inprimatze-eraginkortasuna hobetu dezake. Hutsean inprimatzeak metal materialen eta oxigenoaren arteko erreakzioa saihestu dezake inprimatze-prozesuan zehar, eta hori egokia da titaniozko aleazioak, nikel-oinarritutako aleazioak eta oxigeno-edukiarekiko sentikorrak diren beste metal material batzuk inprimatzeko, askotan aeroespazialean, ekipamendu medikoan eta goi-mailako beste arlo batzuetan erabiltzen direnak.
Metalezko materialen estrusioa (ME): Materialen estrusioan oinarritutako fabrikazio-metodoa, estrusio-buruaren bidez metalezko materiala zeta edo pasta moduan estrusionatzen da, eta aldi berean berotu eta sendatzen da, geruzaz geruza metatzeko moldeaketa lortzeko. Laser bidezko urtze-teknologiarekin alderatuta, inbertsio-kostua txikiagoa, malguagoa eta erosoagoa da, batez ere bulego-ingurunean eta industria-ingurunean garapen goiztiarrekoetarako egokia.
Ohiko materialak
Titaniozko aleazioa: erresistentzia handikoa, dentsitate txikikoa, korrosioarekiko erresistentzia ona eta biobateragarritasuna ditu abantailak, eta oso erabilia da aeroespazialean, ekipamendu medikoan, automobilgintzan eta beste arlo batzuetan, hala nola hegazkinen motorraren paletan, artikulazio artifizialetan eta beste piezen fabrikazioan.
Altzairu herdoilgaitza: korrosioarekiko erresistentzia, propietate mekaniko eta prozesatzeko propietate onak ditu, kostu nahiko baxua du, metalezko 3D inprimaketan erabili ohi diren materialen artean dago, eta hainbat pieza mekaniko, tresna, gailu mediko eta abar fabrikatzeko erabil daiteke.
Aluminiozko aleazioa: dentsitate txikia, erresistentzia handia, eroankortasun termiko ona, pisu handiko piezak fabrikatzeko egokia, hala nola automobilen motorraren zilindro-blokea, aeroespazioko egitura-piezak, etab.
Nikelezko aleazioa: tenperatura altuetarako erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia eta oxidazioarekiko erresistentzia bikainak dituenez, askotan tenperatura altuko osagaien fabrikazioan erabiltzen da, hala nola hegazkinen motorrak eta gas turbinak.
abantaila
Diseinu askatasun handia: Forma eta egitura konplexuak fabrikatzeko gaitasunak, hala nola sare-egiturak, egitura topologikoki optimizatuak, etab., zailak edo ezinezkoak direnak fabrikazio-prozesu tradizionaletan, berrikuntza-espazio handiagoa eskaintzen du produktuen diseinurako, eta pieza arinagoak eta errendimendu handikoak ekoiztu ditzake.
Piezen kopurua murriztu: hainbat pieza osotasun batean integratu daitezke, piezen arteko konexio eta muntaketa prozesua murriztuz, ekoizpen-eraginkortasuna hobetuz, kostuak murriztuz, baina baita produktuaren fidagarritasuna eta egonkortasuna hobetuz ere.
Prototipazio azkarra: Produktu baten prototipoa denbora gutxian ekoiztu dezake, produktuaren garapen zikloa bizkortu, ikerketa eta garapen kostuak murriztu eta enpresei produktuak merkatura azkarrago eramaten lagun diezaieke.
Ekoizpen pertsonalizatua: Bezeroen behar indibidualen arabera, produktu bereziak fabrikatu daitezke bezero desberdinen eskakizun bereziak asetzeko, inplante medikoetarako, bitxietarako eta beste arlo pertsonalizatu batzuetarako egokiak.
Muga
Gainazalaren kalitate eskasa: Inprimatutako metalezko piezen gainazalaren zimurtasuna nahiko altua da, eta gainazalaren akabera hobetzeko ondorengo tratamendua behar da, hala nola artezketa, leuntzea, hareaz leuntzea, etab., ekoizpen-kostua eta denbora handituz.
Barneko akatsak: inprimatze-prozesuan zehar barneko akatsak egon daitezke, hala nola poroak, fusionatu gabeko partikulak eta fusio osatugabea, eta horrek piezen propietate mekanikoetan eragina du, batez ere karga handia eta karga ziklikoa aplikatzean. Barneko akatsen agerpena murriztea beharrezkoa da inprimatze-prozesuaren parametroak optimizatuz eta post-prozesatzeko metodo egokiak hartuz.
Materialen mugak: Eskuragarri dauden 3D inprimaketa-material motak gero eta handiagoak diren arren, oraindik ere badaude zenbait materialen mugak fabrikazio-metodo tradizionalekin alderatuta, eta errendimendu handiko metalezko material batzuk zailagoak dira inprimatzen eta kostua handiagoa da.
Kostu arazoak: Metalezko 3D inprimaketa ekipoen eta materialen kostua nahiko altua da eta inprimatze abiadura motela, eta hori ez da eskala handiko ekoizpenerako fabrikazio prozesu tradizionalak bezain kostu-eraginkorra, eta gaur egun batez ere lote txikietarako, ekoizpen pertsonalizatuetarako eta produktuaren errendimendu eta kalitate eskakizun handiak dituzten eremuetarako egokia da.
Konplexutasun teknikoa: Metalezko 3D inprimaketak prozesu-parametro eta prozesu-kontrol konplexuak dakartza, eta horrek operadore profesionalak eta laguntza teknikoa behar ditu, eta operadoreen maila tekniko handia eta esperientzia eskatzen du.
Aplikazio eremua
Aeroespaziala: Aireko motorren palak, turbina-diskoak, hegal-egiturak, satelite-piezak eta abar fabrikatzeko erabiltzen da, eta horrek piezen pisua murriztu, erregai-eraginkortasuna hobetu, ekoizpen-kostuak murriztu eta piezen errendimendu eta fidagarritasun handia bermatu dezake.
Automobilgintza: Automobilen motorraren zilindro-blokea, transmisio-oskola, egitura-pieza arinak eta abar fabrikatzea, automobilen diseinu arina lortzeko, erregai-ekonomia eta errendimendua hobetzeko.
Medikuntza: Gailu medikoen, artikulazio artifizialen, hortz-ortesien, inplantagarri diren gailu medikoen eta abarren ekoizpena, pazienteen banakako desberdintasunen arabera, fabrikazio pertsonalizatua eginez, gailu medikoen egokitasuna eta tratamenduaren efektuak hobetuz.
Moldeen fabrikazioa: Injekzio-moldeak, galdaketa-moldeak eta abar fabrikatzeak moldeen fabrikazio-zikloa laburtzen du, kostuak murrizten ditu, moldeen zehaztasuna eta konplexutasuna hobetzen ditu.
Elektronika: Erradiadoreak, maskorrak, ekipo elektronikoen zirkuitu-plakak eta abar fabrikatzea, egitura konplexuen fabrikazio integratua lortzeko, ekipo elektronikoen errendimendua eta beroa xahutzeko efektua hobetzeko.
Bitxiak: Diseinatzailearen sormenaren eta bezeroen beharren arabera, bitxi berezi ugari fabrikatu daitezke ekoizpen-eraginkortasuna eta produktuaren pertsonalizazioa hobetzeko.