Metal 3D baskı

Yakın zamanda metal bir gösteri yaptık3D baskıve bunu çok başarılı bir şekilde tamamladık, peki metal nedir3D baskı? Avantajları ve dezavantajları nelerdir?

Metal 3D baskı, metal malzemeleri katman katman ekleyerek üç boyutlu nesneler oluşturan bir katkı üretim teknolojisidir. İşte metal 3D baskıya dair detaylı bir giriş:

Teknik prensip
Seçici lazer sinterleme (SLS): Yüksek enerjili lazer ışınlarının metal tozlarını seçici olarak eritmek ve sinterlemek için kullanılması, toz malzemenin erime noktasının biraz altındaki bir sıcaklığa ısıtılması, böylece toz parçacıkları arasında metalurjik bağların oluşması ve böylece nesnenin katman katman oluşturulması. Baskı sürecinde, önce baskı platformuna düzgün bir metal tozu tabakası serilir ve ardından lazer ışını tozu nesnenin enine kesit şekline göre tarar, böylece taranan toz erir ve birlikte katılaşır, bir baskı katmanı tamamlandıktan sonra platform belirli bir mesafe düşer ve ardından yeni bir toz katmanı yayar, tüm nesne basılana kadar yukarıdaki işlemi tekrarlayın.
Seçici Lazer Eritme (SLM): SLS'ye benzer, ancak daha yüksek lazer enerjisiyle, metal tozu daha yoğun bir yapı oluşturmak için tamamen eritilebilir, daha yüksek yoğunluk ve daha iyi mekanik özellikler elde edilebilir ve basılı metal parçaların mukavemeti ve doğruluğu daha yüksektir, geleneksel üretim süreciyle üretilen parçalara yakındır veya hatta onları aşar. Havacılık, tıbbi ekipman ve yüksek hassasiyet ve performans gerektiren diğer alanlardaki parçaların üretimi için uygundur.
Elektron ışını eritme (EBM): Elektron ışınlarının metal tozlarını eritmek için bir enerji kaynağı olarak kullanılması. Elektron ışını, yüksek enerji yoğunluğu ve yüksek tarama hızı özelliklerine sahiptir, bu da metal tozunu hızla eritebilir ve baskı verimliliğini artırabilir. Vakum ortamında baskı, baskı işlemi sırasında metal malzemelerin oksijenle reaksiyona girmesini önleyebilir, bu da genellikle havacılık, tıbbi ekipman ve diğer üst düzey alanlarda kullanılan titanyum alaşımı, nikel bazlı alaşım ve oksijen içeriğine duyarlı diğer metal malzemelerin basılması için uygundur.
Metal malzeme ekstrüzyonu (ME): Malzeme ekstrüzyonuna dayalı üretim yöntemi, ekstrüzyon başlığı aracılığıyla metal malzemeyi ipek veya macun şeklinde ekstrüde etmek ve aynı zamanda ısıtmak ve kürlemek, böylece katman katman birikim kalıplama elde etmek. Lazer eritme teknolojisiyle karşılaştırıldığında, yatırım maliyeti daha düşük, daha esnek ve kullanışlıdır, özellikle ofis ortamında ve endüstriyel ortamda erken geliştirme için uygundur.
Ortak malzemeler
Titanyum alaşımı: Yüksek mukavemet, düşük yoğunluk, iyi korozyon direnci ve biyouyumluluk avantajlarına sahiptir, havacılık, tıbbi ekipman, otomotiv ve uçak motoru kanatları, yapay eklemler ve diğer parça imalatı gibi diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır.
Paslanmaz çelik: İyi korozyon direncine, mekanik özelliklere ve işleme özelliklerine sahiptir, nispeten düşük maliyetlidir, metal 3D baskıda yaygın olarak kullanılan malzemelerden biridir, çeşitli mekanik parçalar, aletler, tıbbi cihazlar vb. üretmek için kullanılabilir.
Alüminyum alaşımı: düşük yoğunluk, yüksek mukavemet, iyi ısı iletkenliği, otomobil motor silindir bloğu, havacılık yapısal parçaları vb. gibi yüksek ağırlık gereksinimleri olan parçaların imalatında kullanılmaya uygundur.
Nikel esaslı alaşım: Mükemmel yüksek sıcaklık dayanımı, korozyon direnci ve oksidasyon direncine sahip olup, uçak motorları ve gaz türbinleri gibi yüksek sıcaklık bileşenlerinin üretiminde sıklıkla kullanılır.
avantaj
Yüksek tasarım özgürlüğü: Geleneksel üretim süreçlerinde elde edilmesi zor veya imkansız olan kafes yapılar, topolojik olarak optimize edilmiş yapılar vb. gibi karmaşık şekil ve yapıların imalatını başarma yeteneği, ürün tasarımı için daha fazla inovasyon alanı sağlar ve daha hafif, yüksek performanslı parçalar üretilebilir.
Parça sayısını azaltın: Birden fazla parça bir bütün halinde entegre edilebilir, böylece parçalar arasındaki bağlantı ve montaj süreci azaltılır, üretim verimliliği artırılır, maliyetler düşürülür, aynı zamanda ürünün güvenilirliği ve kararlılığı da artırılır.
Hızlı prototipleme: Bir ürünün prototipini kısa sürede üretebilir, ürün geliştirme döngüsünü hızlandırabilir, araştırma ve geliştirme maliyetlerini azaltabilir ve işletmelerin ürünleri daha hızlı pazara sunmasına yardımcı olabilir.
Özelleştirilmiş üretim: Müşterilerin bireysel ihtiyaçlarına göre, tıbbi implantlar, mücevherler ve diğer özelleştirilmiş alanlar için uygun, farklı müşterilerin özel gereksinimlerini karşılamak üzere benzersiz ürünler üretilebilir.
Sınırlama
Kötü yüzey kalitesi: Baskılı metal parçaların yüzey pürüzlülüğü nispeten yüksektir ve yüzey kalitesini iyileştirmek için taşlama, parlatma, kumlama vb. gibi son işlemler gerekir, bu da üretim maliyetini ve süresini artırır.
İç kusurlar: Baskı işlemi sırasında gözenekler, kaynaşmamış parçacıklar ve eksik füzyon gibi parçaların mekanik özelliklerini etkileyen iç kusurlar olabilir, özellikle yüksek yük ve döngüsel yük uygulamalarında, baskı işlemi parametrelerini optimize ederek ve uygun son işlem yöntemlerini benimseyerek iç kusurların oluşumunu azaltmak gerekir.
Malzeme sınırlamaları: Mevcut metal 3D baskı malzemelerinin çeşitleri artıyor olsa da, geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla hala bazı malzeme sınırlamaları bulunmaktadır ve bazı yüksek performanslı metal malzemelerin basılması daha zordur ve maliyeti daha yüksektir.
Maliyet sorunları: Metal 3D baskı ekipmanları ve malzemelerinin maliyeti nispeten yüksektir ve baskı hızı yavaştır; bu da büyük ölçekli üretim için geleneksel üretim süreçleri kadar maliyet etkin değildir ve şu anda esas olarak küçük parti, özelleştirilmiş üretim ve yüksek ürün performansı ve kalite gereksinimleri olan alanlar için uygundur.
Teknik karmaşıklık: Metal 3D baskı, profesyonel operatörler ve teknik destek gerektiren, operatörlerin yüksek teknik seviye ve deneyime sahip olmasını gerektiren karmaşık proses parametreleri ve proses kontrolünü içerir.
Uygulama alanı
Havacılık ve Uzay: Uçak motoru kanatları, türbin diskleri, kanat yapıları, uydu parçaları vb. üretmek için kullanılır, bu da parçaların ağırlığını azaltabilir, yakıt verimliliğini artırabilir, üretim maliyetlerini düşürebilir ve parçaların yüksek performans ve güvenilirliğini sağlayabilir.
Otomobil: Otomobillerin hafif tasarımını elde etmek, yakıt ekonomisini ve performansını artırmak için otomobil motor silindir bloğu, şanzıman kabuğu, hafif yapısal parçalar vb. üretmek.
Tıbbi: Tıbbi cihazlar, yapay eklemler, diş ortezleri, implante edilebilir tıbbi cihazlar vb. üretimi, hastaların bireysel farklılıklarına göre özelleştirilmiş üretim, tıbbi cihazların uygunluğunu ve tedavi etkilerini artırır.
Kalıp imalatı: Enjeksiyon kalıpları, döküm kalıpları vb. imalatı, kalıp imalat döngüsünü kısaltır, maliyetleri düşürür, kalıbın doğruluğunu ve karmaşıklığını artırır.
Elektronik: Karmaşık yapıların entegre imalatını gerçekleştirmek, elektronik ekipmanların performansını ve ısı dağılımı etkisini iyileştirmek için radyatörler, gövdeler, elektronik ekipmanların devre kartları vb. üretmek.
Mücevher: Tasarımcının yaratıcılığına ve müşteri ihtiyaçlarına göre, üretim verimliliğini ve ürün kişiselleştirmesini artırmak için çeşitli benzersiz mücevherler üretilebilir.