La velocità di riciclaggio dei materiali di stampa metallica è alta?

一, Principio tecnico: l'idea principale alla base della scelta dei materiali e del controllo dell'interfaccia.
L'obiettivo principale della stampa 3D in metallo multi - è quello di ottenere due o più metalli da fondere insieme metallurgicamente. Esistono due modi principali per farlo: fusione del letto in polvere (SLM/L - PBF) e deposizione di energia diretta (DED). Utilizzando la tecnologia SLM come esempio, tre problemi tecnologici fondamentali devono essere risolti per rendere possibile la stampa di metallo multi -:
Controllo della compatibilità del materiale
Scegli una combinazione di metallo che ha una differenza nel coefficiente di espansione termica inferiore al 10% e una differenza nel punto di fusione inferiore a 200 gradi. La NASA utilizza una combinazione di Grcop - 42 in lega di rame (punto di fusione 1083 gradi) e HR - 1 lega ad alta temperatura a base di nichel (punto di fusione 1390 gradi) per fare camere di combustione a motore a razzo. Lo fanno controllando la densità di energia laser (120-150 J/mm ³) e la velocità di scansione (800-1200 mm/s) per creare uno strato di transizione da 0,3 mm che unisce i due materiali insieme. La resistenza alla trazione all'interfaccia è di 420 MPa, che è superiore del 60% a quella dei tipici metodi di brasatura.
Rinnovamento del sistema di diffusione della polvere
Il singolo convenzionale - Processo di diffusione della polvere di materiale è inadeguato per i requisiti di deposizione alternativa di metallo multi -. Il dispositivo di diffusione dell'elettrostatica di adsorbimento elettrostatico del Fraunhofer IGCV Laboratory può assorbire selettivamente diverse polveri metalliche fornendo un campo elettrostatico di -5000 V alla piattaforma di costruzione. Il sistema diffonde polvere in lega di rame CW106C (strato interno) e polvere di acciaio 1.2709 (lo strato esterno) in modo molto preciso mentre si prepara la camera di spinta in acciaio in rame. Recupera anche il 98% della polvere, che è tre volte più efficiente rispetto alla tipica diffusione della polvere di raschietto meccanico.
Controllo dei parametri del processo in tempo reale
Quando si stampa con più metalli, la resistenza al laser, il metodo di scansione e altre impostazioni devono essere modificate in tempo reale per ciascuna regione del materiale. La tecnologia di deposizione di metalli 3E di Meltio utilizza sensori intelligenti per tenere d'occhio la temperatura del pool fuso in tempo reale (con un errore di ± 5 gradi). Abbina anche automaticamente i parametri di deposizione della lega di titanio (potenza laser di 400 W) e lega di alluminio (potenza laser di 250 W). Quando si creano parentesi per i motori aeronautici, questa tecnologia rende l'area in lega di titanio al 38% più dura e l'area della lega di alluminio più lunga del 18%, il che è migliore del 25% rispetto alle prestazioni di stampa dei singoli materiali.
2, uso comune: spostarsi dal laboratorio alla pratica della fabbrica
1. Aerospace: rendere la camera di combustione più leggera e migliore nella gestione del calore
La camera di combustione di un motore a razzo deve essere in grado di gestire il lavaggio del gas a 3000 gradi e il raffreddamento a ossigeno liquido a - 180 gradi. Per collegare il rivestimento in lega di rame e il nichel - basato su una shell in lega nella produzione tradizionale, devono essere saldati insieme agli esplosivi. Questa procedura può richiedere fino a sei mesi. Dopo aver usato la tecnologia di stampa 3D multi - metal, la camera di combustione bimetallica in acciaio in acciaio in rame del gruppo tedesco realizzato utilizzando la tecnica SLM ha ridotto il tempo di produzione a metà e ha reso il 40% più leggero. L'innovazione principale è l'uso della progettazione di materiali gradualmente classificati. C'è uno strato di transizione nicraly spesso 0,5 mm tra lega di rame (GRCOP-84) e acciaio (316L). Questo strato cambia senza intoppi il coefficiente di espansione termica da 16,5 × 10 ⁻⁶/ grado a 12,8 × 10 ⁻⁶/ grado, che si sbarazza della concentrazione di stress all'interfaccia.
2. Attrezzatura energetica: la rivoluzione dei canali di raffreddamento conforme nella produzione
Nella realizzazione di stampi per iniezione, i canali di acqua di raffreddamento tradizionali sono per lo più dritti a causa dei limiti di elaborazione. Ciò rende irregolari i campi di temperatura nello stampo (con varianze fino a 30 gradi), il che riduce la qualità dei prodotti modellati. La tecnica SLM bimetallica di Aerosint stampa i canali di raffreddamento in lega di rame (CUCR1ZR) all'interno degli inserti dello stampo, il che rende il raffreddamento tre volte più efficace. Questo metodo riduce il tempo di raffreddamento per realizzare stampi per paraurti automobilistici da 45 secondi a 18 secondi, taglia l'uso di energia per la produzione di pezzi singoli - del 60%e rende lo stampo durare più di 2 milioni di volte.
3. Biomedical: personalizzazione delle prestazioni degli impianti personalizzati
Ci vogliono 6-12 mesi per le tradizionali articolazioni protesiche in lega di titanio per integrarsi completamente con l'osso. I ricercatori della Northwestern Polytechnical University hanno escogitato un nuovo modo per impianti bimetallici in titanio tantalum con stampa 3D. Lo fanno mettendo le strutture porose di Tantalum (TA) (65% di porosità, dimensioni dei pori di 500 μm) sulla superficie della lega di titanio (TI6AL4V). Questo rende il legame tra gli impianti e il tessuto osseo tre volte più forte. Le prove cliniche dimostrano che l'impianto dell'articolazione dell'anca di questa tecnologia ha un tasso di integrazione osseo del 92% tre mesi dopo l'intervento chirurgico. Questo è del 50% più breve del tempo di recupero per tipici impianti in lega di titanio.