การพิมพ์ 3D โลหะ

เมื่อเร็ว ๆ นี้เราได้ทำการสาธิตโลหะการพิมพ์ 3 มิติและเราทำเสร็จแล้วประสบความสำเร็จมากดังนั้นโลหะคืออะไรการพิมพ์ 3 มิติ- ข้อดีและข้อเสียคืออะไร?

การพิมพ์โลหะ 3 มิติเป็นเทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งที่สร้างวัตถุสามมิติโดยการเพิ่มวัสดุวัสดุโลหะโดยเลเยอร์ นี่คือการแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับการพิมพ์ 3D โลหะ:

หลักการทางเทคนิค
Selective Laser Sintering (SLS): การใช้คานเลเซอร์พลังงานสูงเพื่อคัดเลือกผงโลหะละลายและซินเทอร์ทำให้ความร้อนกับผงวัสดุที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวเล็กน้อยเพื่อให้พันธะโลหะระหว่างอนุภาคผงเกิดขึ้น โดยเลเยอร์ ในกระบวนการพิมพ์ชั้นผงโลหะที่สม่ำเสมอจะถูกวางไว้บนแพลตฟอร์มการพิมพ์เป็นครั้งแรกจากนั้นลำแสงเลเซอร์จะสแกนผงตามรูปร่างหน้าตัดของวัตถุเพื่อให้ผงสแกนละลายและแข็งตัวเข้าด้วยกันหลังจาก เสร็จสิ้นการพิมพ์เลเยอร์แพลตฟอร์มจะลดลงในระยะที่แน่นอนจากนั้นกระจายชั้นใหม่ของผงทำซ้ำกระบวนการข้างต้นจนกว่าวัตถุทั้งหมดจะถูกพิมพ์
การคัดเลือกเลเซอร์คัดเลือก (SLM): คล้ายกับ SLS แต่ด้วยพลังงานเลเซอร์ที่สูงขึ้นผงโลหะสามารถละลายได้อย่างสมบูรณ์เพื่อสร้างโครงสร้างที่หนาแน่นความหนาแน่นสูงขึ้นและคุณสมบัติเชิงกลที่ดีขึ้นสามารถรับได้และความแข็งแรงและความแม่นยำของชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ออกมา สูงกว่าใกล้หรือเกินกว่าชิ้นส่วนที่ผลิตโดยกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิม เหมาะสำหรับชิ้นส่วนการผลิตในการบินและอวกาศอุปกรณ์การแพทย์และสาขาอื่น ๆ ซึ่งต้องการความแม่นยำและประสิทธิภาพสูง
อิเล็กตรอนคานละลาย (EBM): การใช้คานอิเล็กตรอนเป็นแหล่งพลังงานในการละลายผงโลหะ ลำแสงอิเล็กตรอนมีลักษณะของความหนาแน่นของพลังงานสูงและความเร็วในการสแกนสูงซึ่งสามารถละลายผงโลหะได้อย่างรวดเร็วและปรับปรุงประสิทธิภาพการพิมพ์ การพิมพ์ในสภาพแวดล้อมสูญญากาศสามารถหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาของวัสดุโลหะที่มีออกซิเจนในระหว่างกระบวนการพิมพ์ซึ่งเหมาะสำหรับการพิมพ์โลหะผสมไทเทเนียม, โลหะผสมนิกเกิลและวัสดุโลหะอื่น ๆ ที่ไวต่อปริมาณออกซิเจนซึ่งมักใช้ในการบินและอวกาศ -เขตข้อมูล
การอัดรีดวัสดุโลหะ (ME): วิธีการผลิตที่ใช้การอัดรีดวัสดุผ่านหัวอัดรีดเพื่อกำจัดวัสดุโลหะในรูปแบบของผ้าไหมหรือวางและในเวลาเดียวกันกับความร้อนและการรักษาเพื่อให้ได้ชั้นโดยการขึ้นรูปการสะสมของชั้น เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการหลอมละลายด้วยเลเซอร์ค่าใช้จ่ายในการลงทุนนั้นต่ำกว่ายืดหยุ่นและสะดวกสบายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการพัฒนาในช่วงต้นของสภาพแวดล้อมสำนักงานและสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม
วัสดุทั่วไป
ไทเทเนียมอัลลอยด์: มีข้อดีของความแข็งแรงสูงความหนาแน่นต่ำความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศอุปกรณ์การแพทย์ยานยนต์และสาขาอื่น ๆ เช่นใบมีดเครื่องยนต์อากาศยานข้อต่อประดิษฐ์และการผลิตชิ้นส่วนอื่น ๆ
สแตนเลส: มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีคุณสมบัติเชิงกลและคุณสมบัติการประมวลผลค่าใช้จ่ายค่อนข้างต่ำเป็นหนึ่งในวัสดุที่ใช้กันทั่วไปในการพิมพ์โลหะ 3 มิติสามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลเครื่องมืออุปกรณ์การแพทย์และอื่น ๆ
อลูมิเนียมอัลลอยด์: ความหนาแน่นต่ำความแข็งแรงสูงการนำความร้อนที่ดีเหมาะสำหรับชิ้นส่วนการผลิตที่มีความต้องการน้ำหนักสูงเช่นบล็อกกระบอกสูบเครื่องยนต์รถยนต์ชิ้นส่วนโครงสร้างการบินและอวกาศ ฯลฯ
โลหะผสมที่ใช้นิกเกิล: ด้วยความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานต่อการออกซิเดชั่นจึงมักใช้ในการผลิตส่วนประกอบอุณหภูมิสูงเช่นเครื่องยนต์อากาศยานและกังหันก๊าซ
ข้อได้เปรียบ
เสรีภาพในการออกแบบระดับสูง: ความสามารถในการบรรลุการผลิตรูปร่างและโครงสร้างที่ซับซ้อนเช่นโครงสร้างขัดแตะโครงสร้างที่ปรับให้เหมาะสมกับทอพอโลยี ฯลฯ ซึ่งเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุในกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมให้พื้นที่นวัตกรรมมากขึ้นสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ และสามารถผลิตชิ้นส่วนที่เบาและมีประสิทธิภาพสูง
ลดจำนวนชิ้นส่วน: หลายส่วนสามารถรวมเข้าด้วยกันโดยลดการเชื่อมต่อและกระบวนการประกอบระหว่างชิ้นส่วนปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตลดต้นทุน แต่ยังปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความเสถียรของผลิตภัณฑ์
การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว: สามารถสร้างต้นแบบของผลิตภัณฑ์ในเวลาอันสั้นเร่งความเร็วในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนาและช่วยให้องค์กรต่างๆนำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดได้เร็วขึ้น
การผลิตที่กำหนดเอง: ตามความต้องการส่วนบุคคลของลูกค้าผลิตภัณฑ์ที่ไม่ซ้ำกันสามารถผลิตเพื่อตอบสนองความต้องการพิเศษของลูกค้าที่แตกต่างกันเหมาะสำหรับการปลูกถ่ายทางการแพทย์เครื่องประดับและสาขาอื่น ๆ ที่กำหนดเอง
ข้อ จำกัด
คุณภาพพื้นผิวที่ไม่ดี: ความขรุขระของพื้นผิวของชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ออกมาค่อนข้างสูงและจำเป็นต้องมีการรักษาหลังการรักษาเช่นการบดการขัดการพ่นทราย ฯลฯ เพื่อปรับปรุงพื้นผิวเพิ่มต้นทุนการผลิตและเวลา
ข้อบกพร่องภายใน: อาจมีข้อบกพร่องภายในเช่นรูขุมขนอนุภาคที่ไม่ได้ใช้และฟิวชั่นที่ไม่สมบูรณ์ในระหว่างกระบวนการพิมพ์ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นส่วนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้โหลดสูงและภาระวงจร ของข้อบกพร่องภายในโดยการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการพิมพ์และใช้วิธีการหลังการประมวลผลที่เหมาะสม
ข้อ จำกัด ของวัสดุ: แม้ว่าประเภทของวัสดุการพิมพ์ 3 มิติโลหะที่มีอยู่จะเพิ่มขึ้น แต่ก็ยังมีข้อ จำกัด ของวัสดุบางอย่างเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมและวัสดุโลหะประสิทธิภาพสูงบางชนิดนั้นยากต่อการพิมพ์และค่าใช้จ่ายสูงกว่า
ปัญหาค่าใช้จ่าย: ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์การพิมพ์และวัสดุการพิมพ์โลหะ 3 มิติค่อนข้างสูงและความเร็วการพิมพ์ช้าซึ่งไม่ได้คุ้มค่าเท่ากับกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิมสำหรับการผลิตขนาดใหญ่และปัจจุบันเหมาะสำหรับแบทช์ขนาดเล็ก และพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์และความต้องการด้านคุณภาพสูง
ความซับซ้อนทางเทคนิค: การพิมพ์ 3D โลหะเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์กระบวนการที่ซับซ้อนและการควบคุมกระบวนการซึ่งต้องใช้ผู้ประกอบการมืออาชีพและการสนับสนุนทางเทคนิคและต้องใช้ระดับเทคนิคและประสบการณ์ของผู้ประกอบการ
ฟิลด์แอปพลิเคชัน
การบินและอวกาศ: ใช้ในการผลิตใบมีด Aero-Engine, ดิสก์กังหัน, โครงสร้างปีก, ชิ้นส่วนดาวเทียม ฯลฯ ซึ่งสามารถลดน้ำหนักของชิ้นส่วนปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงลดต้นทุนการผลิตและมั่นใจได้ว่ามีประสิทธิภาพสูงและความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วน
รถยนต์: ผลิตบล็อกกระบอกสูบเครื่องยนต์รถยนต์, เปลือกเกียร์, ชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบา ฯลฯ เพื่อให้ได้การออกแบบรถยนต์ที่มีน้ำหนักเบาปรับปรุงการประหยัดเชื้อเพลิงและประสิทธิภาพ
การแพทย์: การผลิตอุปกรณ์การแพทย์ข้อต่อประดิษฐ์ทันตกรรมออร์โธติกอุปกรณ์การแพทย์ที่ฝังได้ ฯลฯ ตามความแตกต่างของแต่ละบุคคลของผู้ป่วยที่ปรับแต่งการผลิตปรับปรุงความเหมาะสมของอุปกรณ์การแพทย์และผลการรักษา
การผลิตแม่พิมพ์: แม่พิมพ์ฉีดฉีด, แม่พิมพ์หล่อตาย, ฯลฯ , สั้นลงรอบการผลิตแม่พิมพ์, ลดต้นทุน, ปรับปรุงความแม่นยำและความซับซ้อนของแม่พิมพ์
อิเล็กทรอนิกส์: ผลิตหม้อน้ำ, เปลือก, แผงวงจรของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ เพื่อให้ได้การผลิตแบบบูรณาการของโครงสร้างที่ซับซ้อนปรับปรุงประสิทธิภาพและผลการกระจายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
เครื่องประดับ: ตามความคิดสร้างสรรค์ของนักออกแบบและความต้องการของลูกค้าเครื่องประดับที่ไม่เหมือนใครสามารถผลิตได้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและการปรับแต่งผลิตภัณฑ์