1, Principio tecnico: formazione in modalità libera di strutture complesse attraverso lo stripping accumulativo a strati.
L'essenza della stampa 3D in metallo è quella di dividere un modello digitale 3D in centinaia di migliaia di livelli a sezione 2D a croce - e implementare una solidificazione selettiva o una fusione e una solidificazione utilizzando un trama di energia in base al raggio di elettricità. produzione sottrattiva convenzionale (svolta, fresatura e macinazione) e produzione di materiale uguale (cast, forgiato e saldato) per offrire tre vantaggi tecnologici chiave:
Produzione senza muffe: è possibile produrre piccoli lotti di parti direttamente e testare la produzione di massa di parti e non è necessario uno stampo. Il ciclo di produzione dello stampo nell'industria tradizionale può essere ridotto da pochi mesi a pochi giorni. Il costo è stato ridotto di oltre l'80%! Ad esempio, una certa società di motori aeronautici utilizza la tecnologia SLM per produrre lama in lega di titanio, che riduce i costi da 1,2 milioni di yuan a zero e accorciano il ciclo di ricerca e sviluppo del 65%.
UNA FASSAGGIO SU STRUTTURA COMPLEZIONE: CUTTRO STRUTTURE complesse come reticolo, canali di raffreddamento conformi, strutture di riduzione dell'ottimizzazione della topologia, il metodo tradizionale potrebbe non essere in grado di realizzare. Ad esempio, l'uso di SLM consenteva a GE Aviation di modellare n. 20 che sono combinati lì in uno nell'ugello del carburante del motore Leap, che si traduce in una riduzione del peso del 25% e del 15% di consumo di carburante migliore.
Controllo della distribuzione del gradiente di materiale: è possibile apportare modifiche alla classificazione in durezza, conduzione del calore, resistenza alla corrosione e altre proprietà in diverse aree della parte mediante la tecnologia della stampa composita multi -materiale. Ad esempio, un produttore di valvole di alimentazione Nuke adotta la tecnologia di stampa FGM (Materiale a gradiente funzionale) per migliorare l'usura - resistenza della superficie di tenuta della valvola di 3 volte senza un peso crescente del corpo principale del corpo
2, controllo di precisione: sovversione da micron a nanometro
La difficoltà delle parti meccaniche di precisione alte - è quella di controllare con precisione l'accuratezza dimensionale, la rugosità superficiale e la tolleranza alla forma e la tolleranza posizionale. Ottenere un balzo in precisione diStampa 3D in metalloè possibile attraverso le seguenti direzioni tecnologiche:
Miglioramento dell'accuratezza dell'hardware:
Controllo del diametro spot: la moderna apparecchiatura SLM ha un sistema laser a focalizzazione dinamica e il diametro spot può essere controllato accuratamente nell'intervallo di 50 - 100 m, che è 40% migliore rispetto alla vecchia apparecchiatura. Ad esempio, con 12 tecnologie di scansione del blocco laser dimostrate su piante BLT-S800 Platinum con precisione di produzione di lame di motore aeronautico a un livello di micrometro di rugosità r_ a meno o uguale a 3,2 μm.
Accuratezza posizionale del sistema di movimento: motore lineare e righello a griglia chiuso - Il sistema di controllo del loop viene utilizzato per controllare l'errore di posizione entro 2 micron. L'affidabilità e la riproducibilità della forma e della posizione sono ± 0,01 mm per il processo Renishaw AM400 con conseguenti impianti per dispositivi medici stabili e affidabili al 100% in base allo standard medico 13485.
Ottimizzazione dei parametri di processo:
Nuovi pattern di scansione: vengono utilizzati schemi a scacchiera e a spirale piuttosto che modelli continui nel tentativo di mitigare la deformazione legata allo stress termico. È stato riportato da uno specifico produttore di parti automobilistiche che il livello di deformazione della deformazione delle staffe in lega di alluminio è stato migliorato da 0,5 mm a 0,1 mm, applicando la loro strategia di scansione sviluppata.
Spessore dello strato: la possibilità di essere in grado di stampare con uno spessore dello strato ultrafino (20-30 micron) può produrre parti di piccole dimensioni; con una finitura superficiale impeccabile. Durante la stampa di impianti ortopedici della lega di titanio, l'attrezzatura EOS M 400-4 ha adottato lo spessore dello strato di 25 μ m, la cui RA di rugosità superficiale diminuisce da 6 μ m a 1,8 μ m, che sono vicini al livello di lucidatura.
Integrazione della tecnologia post elaborazione:
Hot Isostatic Pressing (HIP): rimuove i pori interni nelle parti ad alta temperatura di 1200 gradi e alta pressione di 150 MPA, in modo che la densità delle parti aumenti dal 99,2% al 99,95%; La vita a fatica della parte strutturale dell'aviazione è stata aumentata tre volte dopo l'applicazione della tecnologia dell'anca in una certa pianta di componenti strutturali dell'aviazione.
Polcatura elettrochimica (ECP) - Eliminazione delle asperità di superficie mediante micro incisione elettrolitica per produrre una superficie nanosmolita. Secondo la pratica, la rugosità superficiale RA della cavità in acciaio inossidabile è ridotta dalla tecnologia ECP da 0,4 μ m a 0,05 μ m di una certa società di apparecchiature a semiconduttore, che può soddisfare i requisiti di sigillatura del vuoto.
3, sviluppo da singoli metalli a materiali compositi 3.1 Adattabilità del materiale
Parti meccaniche ad alta precisione richiedono diverse proprietà dei materiali e la stampa 3D in metallo ha realizzato la copertura da metalli comuni, leghe ad alta temperatura, leghe di metallo chiaro, ai metalli biomedici in quanto richiesto).
Leghe di titanio: TI6AL4V AWE ha una corrispondenza ad alta resistenza di 890 MPa con una bassa densità di 4,43 g/cm ³ e mostra una grande biocompatibilità, diventa quindi un materiale fondamentale nell'aerospaziale e anche nella medicina. Un produttore di impianti ortopedici ha applicato la tecnologia EBSM per produrre protesi articolari dell'anca, la forza di legame con il tessuto osseo è stata migliorata del 40 % e il periodo di riabilitazione operativo POST - è stato ridotto del 30 %.
9 Leghe ad alta temperatura a base di nichel L'UNICE 718 ha un'alta resistenza (la resistenza alla trazione è 1034 MPA) a 650 gradi. È stato ampiamente utilizzato per la lama della turbina a gas. Una compagnia energetica si spinge fino alle pale della turbina a gas di stampa 3D, con SLM che aggiunge un diametra del canale di raffreddamento di soli 0,8 mm, che offre un raffreddamento migliorato di circa il 30% su controparti fusi.
Lega di alluminio: ALSI10MG è stato ampiamente utilizzato nel leggero automobilistico a causa della bassa densità (2,7 g/cm ³) e delle proprietà di fusione superiori. Energy Vehicle Company utilizza Scalmalloy ® Nuovo Fender/Scalmalloy ® stampato ha una resistenza superiore del 50% rispetto alla tradizionale lega di alluminio e una superficie aerodinamica complessa è formata dal complesso.
Composito di materiale multi -materiale: i compositi polimerici in ceramica in metallo materialina possono essere stampati con il gradiente utilizzando la tecnologia di jetting nanoparticelle (NPJ). Una società fotovoltaica ha utilizzato la tecnologia NPJ per sostituire la pasta d'argento come materiale alternativo, che ha ridotto la quantità di argento utilizzato nelle celle di eterojunzione da 130 mg/foglio a 50 mg/foglio e ha ridotto il costo per watt di 0,12 yuan.
4, l'applicazione industriale: dal laboratorio all'uso industriale
Dalla produzione prototipo alla produzione di massa, la tecnologia di stampa 3D metallica ha raggiunto il successo commerciale in molti campi finali alti -
Aeronautica: le staffe in lega di titanio stampate in 3D vengono applicate in aereo Airbus A350 XWB e la forza di connessione tra le ali e la fusoliera sulle ali è aumentata del 25%; COMAC C919 Wing Edge Strip realizza lo stampaggio integrato a singolo pezzo attraverso la tecnologia SLM e il tasso di utilizzo del materiale è stato aumentato dal 15% al 92%.
Produzione automobilistica: BMW Group utilizza la tecnologia WAAM per alloggiamento del motore del veicolo elettrico 3D, la riduzione del peso è del 40%, la dissipazione del calore è più efficiente del 15%; Tesla Model Y Pannello posteriore adotta 6000T integrato Die - Casting + 3 d La tecnologia di inserto per la stampa, 70 in 1, il tempo di ciclo di produzione è stato allungato a 90 secondi per pezzo.
Dispositivi medici: il dispositivo di fusione intervertebrale in lega di titanio poroso stampato in 3D con una porosità dell'80% dei syntes di Johnson & Johnson Depuy può accelerare il tasso di crescita delle cellule ossee di tre volte; La parete di stent in lega di cobalto in lega di cobalto in lega di cobalto in lega di cobalto di Siemens con uno spessore di soli 0,15 mm è superiore del 40% rispetto alla tradizionale tecnologia di taglio laser.