Additive Manufacturing (Additive Manufacturing, AM), znana również jako druk 3D, to cyfrowa technologia produkcji, która bezpośrednio kształtuje złożone trójwymiarowe struktury, po prostu dodając materiały warstwa po warstwie w dwóch wymiarach. Będzie to miało głęboki wpływ na tradycyjny przebieg procesu, linię produkcyjną, model fabryki i kombinację łańcucha przemysłowego. Jest to reprezentatywna przełomowa technologia w przemyśle wytwórczym. Integruje technologię sieci informacyjnych, zaawansowaną technologię materiałową i cyfrową technologię produkcji i jest ważną częścią zaawansowanej produkcji. składnik.
Istotą druku 3D jest technologia wytwarzania przyrostowego (AM), polegająca na projektowaniu wspomaganym komputerowo (CAD), big data, przetwarzaniu w chmurze, produkcji wspomaganej komputerowo (CAM), Internecie rzeczy, wirtualnej rzeczywistości (VR) i innym wsparciu technicznym , model cyfrowy lub komputerowy , Proces produkcyjny polegający na bezpośrednim formowaniu obiektów 3D poprzez akumulację warstwa po warstwie.
W porównaniu z tradycyjną technologią wytwarzania (wytwarzanie subtraktywne, wytwarzanie izomateriałów), druk 3D (wytwarzanie przyrostowe) nie wymaga wcześniejszej produkcji form, nie wymaga usuwania dużej ilości materiału w procesie produkcyjnym i nie musi przejść przez skomplikowaną kucie proces, aby uzyskać produkt końcowy. Produkt posiada cechy „usuwania pleśni, ograniczania odpadów i zmniejszania zapasów”. Pod względem produkcji może zoptymalizować strukturę, zaoszczędzić materiały i energię, znacznie poprawić wydajność produkcji i jednocześnie zrealizować koncepcję „produkcji kierowanej projektami”.
Tradycyjne wytwarzanie subtraktywne wykorzystuje różne urządzenia do przetwarzania, takie jak tokarki i frezarki, w celu usunięcia wszystkich niepotrzebnych części z kawałka materiału, aż do uformowania wymaganych części, podczas gdy wytwarzanie addytywne rozpoczyna się od zera i nakłada warstwy materiałów. , I na koniec kompletna część jest układana w stos.
Ta technologia jest odpowiednia do opracowywania nowych produktów, szybkiej produkcji części jednoczęściowych i małych partii, produkcji części o skomplikowanych kształtach, projektowania i produkcji form itp. Nadaje się również do produkcji materiałów trudnych do przetworzenia, kontroli projektu kształtu, kontrola montażu i szybka inżynieria wsteczna. projekt.
Druk 3D z metalu jest uważany za zwieńczenie całego druku 3D. Jeśli chodzi o wytrzymałość i trwałość, nic nie może się równać z metalem. Najwcześniejszym patentem na druk 3D metalu był DMLS (Direct Metal Laser Sintering), który został uzyskany przez niemiecki EOS w latach 1990. XX wieku. Od tego czasu druk 3D z metalu stopniowo rozwinął wiele rodzajów procesów drukowania. Obecnie każda metalowa drukarka 3D zazwyczaj wykorzystuje jeden z czterech następujących typów procesów: stapianie łoża proszkowego, wtrysk spoiwa, bezpośrednie osadzanie energii i wytłaczanie materiału. Czy wiesz, ile rodzajów technologii druku 3D z metalu jest podzielonych?
Direct Metal Laser Sintering (DMLS) i Direct Metal Laser Melting (DMLM)
Jako najwcześniej opracowana technologia druku 3D z metalu, jest to obecnie najpopularniejsza metoda. W porównaniu z innymi technologiami branżowymi, jego zaletą jest szersza biblioteka materiałów. Różnica między DMLS a DMLM jest bardzo niejasna. Cząstki proszku pierwszego są spiekane, a cząstki proszku drugiego topi się. Ale w rzeczywistości chodzi głównie o rozróżnienie patentów.
Ta technologia wykorzystuje sproszkowane materiały metalowe do tworzenia przedmiotów. Wykorzystuje potężne lasery na dwutlenek węgla, które naświetlane są drobnymi proszkami metali. Gdy laser śledzi strukturę geometryczną obiektu, który ma zostać uformowany, cząstki na linii lasera łączą się z sąsiednimi cząstkami. Proces laserowego śledzenia geometrii całej warstwy trwa do momentu pokrycia wszystkich punktów. Po wydrukowaniu pierwszej warstwy szablon przesuwa się w dół, a druga warstwa jest drukowana na wierzchu pierwszej warstwy. Ten proces trwa do momentu wydrukowania wszystkich warstw.
Patent BMD (BoundMetal Deposition)
Jest to technologia opracowana przez DesktopMetal oparta na druku 3D materiałów polimerowych. Technologia wykorzystuje metalowe pręty proszkowe połączone ze spoiwami woskowymi i polimerowymi. Te metalowe pręty są wykorzystywane jako surowce do systemu drukowania. Proces drukowania jest podobny do drukarki 3D z wytłaczaniem materiałów, w której metalowe pręty są podgrzewane warstwa po warstwie zgodnie z geometryczną strukturą części i wytłaczane na platformę roboczą. Wygenerowane drukowane obiekty 3D są nadal w stanie mieszanym, a końcowe części całkowicie metalowe są uzyskiwane po spiekaniu.
Selektywne topienie laserowe (SLM) i topienie wiązką elektronów (EBM)
Selektywne topienie laserowe (SLM) i topienie wiązką elektronów (EBM) są podobnymi rodzajami technologii druku 3D z metalowym płaszczem proszkowym, więc są bardzo podobne do technologii DMLS. Różnica między SLM a DMLS to temperatura. W SLM cząstki są topione, a nie spiekane. Z tego powodu technologia SLM jest procesem bardzo energochłonnym. Topienie spowoduje również stres w produkcie końcowym. Jednak obiekty drukowane przez SLM są gęstsze i mocniejsze niż DMLS. Różnica między EBM i EBM polega na tym, że źródło ciepła wykorzystuje wiązkę elektronów do topienia cząstek zamiast używania lasera do ich topienia. SLM ma szerszy zakres zastosowań, podczas gdy wielkość i kształt detali EBM są często ograniczone przez komorę próżniową.
Metal Jet Fusion (MetalJetFusion)
Nowy proces opracowany przez HP składa się z czterech etapów: układanie proszku do formowania, natryskiwanie środka topiącego, natryskiwanie rafinera i przykładanie energii do obszaru formowania w celu stopienia proszku. Jego cechy i zalety to: „topnik” zostanie natryśnięty na drukowaną część (tj. przekrój drukowanego przedmiotu), który służy do całkowitego stopienia materiału proszkowego; „środek uszlachetniający” zostanie natryśnięty na zewnętrzną krawędź obszaru drukowania, aby zapewnić efekt izolacji cieplnej.
W ten sposób może nie tylko zapewnić, że niezadrukowany proszek pozostanie luźny i poprawić wskaźnik ponownego użycia proszku (80%, podczas gdy wskaźnik wykorzystania zwykłego SLS wynosi około 50%), ale może również zapewnić, że powierzchnia zadrukowanego warstwa jest gładka i poprawia jakość wydruku. precyzja.
Produkcja przyrostowa łuku (WAAM)
Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) to wyjątkowa technologia druku 3D z metalu, która wykazała ogromny potencjał w zastosowaniach druku 3D na dużą skalę w wielu gałęziach przemysłu. Jest to odmiana technologii druku 3D z bezpośrednim osadzaniem energii, ale wykorzystuje proces spawania łukowego do topienia drutu.
W przeciwieństwie do innych procesów AM w metalu, WAAM wykorzystuje łuk elektryczny jako źródło ciepła. Roztopiony metalowy drut jest ściskany w małe kulki lub ciekły metal, a sąsiednie kulki są łączone ze sobą, tworząc warstwę metalu. Proces ten jest powtarzany dla całej warstwy i wszystkich kolejnych warstw, aż cały obiekt zostanie wydrukowany w 3D.
Ukierunkowane osadzanie energii (DED)
DED dosłownie tłumaczy się jako technologia ukierunkowanego osadzania energii, która może wykorzystywać proszek metalowy lub drut jako surowiec, wpychać materiał do dyszy, używać lasera lub wiązki elektronów (EBAM) w dyszy do ogrzewania, a następnie sekwencyjnie osadzać się na platformie roboczej. Cały proces odbywa się w atmosferze obojętnej, aby chronić materiał przed niepotrzebnym utlenianiem.
Warto wspomnieć, że istnieje wiele wariantów DED, takich jak laser, wiązka elektronów, szybkie osadzanie plazmowe (za pomocą łuku plazmowego) i addytywne wytwarzanie łuku drutowego (za pomocą łuku), każda z nich ma swoje zalety.
Ultradźwiękowe wytwarzanie addytywne (UAM)
Ultradźwiękowe wytwarzanie addytywne (UAM) należy do kategorii laminowania arkuszy w technologii druku 3D. W tej technologii druku 3D z metalu metalowe płyty są łączone ze sobą za pomocą zgrzewania ultradźwiękowego. Ponieważ ta technologia nie obejmuje żadnego topienia, produkt utworzony przez tę technologię zachowuje zarówno gęstość, jak i wytrzymałość. Po spawaniu części nie wymagają żadnych dodatkowych etapów obróbki ani usuwania materiału.
W technologii UAM można łączyć ze sobą różne metale, takie jak aluminium, miedź, stal nierdzewna i tytan, dzięki czemu wymagania dotyczące wytrzymałości części są bardziej elastyczne.
Opatentowana technologia druku na tworzywach stałych (MELD)
MELD jest opatentowany przez Aeroprobe i jest obecnie własnością firmy produkcyjnej MELD. Jest to unikalny proces wytwarzania addytywnego z litego metalu, w którym metal nie spieka się ani nie topi. Metal jest podgrzewany przez połączenie dużej siły i tarcia, aż podgrzany metal zacznie swobodnie płynąć. Następnie swobodnie płynące metale „stapiają się” ze sobą. Stopiony metal zachowuje się jak lepka ciecz, ale nie jest cieczą. W tym specjalnym stanie plastycznym metal jest nadal solidny. Oznacza to, że możesz w jednym kroku wytworzyć produkty, które są porównywalne lub nawet lepsze niż tradycyjne przetwarzanie subtraktywne.
MELD to nie tylko technologia wytwarzania przyrostowego w metalu. Może zapewnić naprawę komponentów, łączenie metali, niestandardowe półfabrykaty ze stopów metali i kompozytów z metalową osnową, produkcję części i aplikacje do powlekania.
Zimny spray
Proces wytwarzania dodatków do natryskiwania na zimno obejmuje użycie naddźwiękowych strumieni gazu w celu przyspieszenia cząstek sproszkowanego metalu. Ta duża prędkość plastyfikuje sproszkowany materiał po uderzeniu i tworzy trwałe wiązanie z podłożem. Warstwa podłoża może być platformą konstrukcyjną do drukowania od podstaw lub może być istniejącym komponentem, który osadza materiały w celu budowy nowych komponentów lub naprawy istniejących komponentów.
Proces ten jest kontrolowany za pomocą robotów przemysłowych, które mogą wykonywać precyzyjne ruchy w celu tworzenia skomplikowanych kształtów. W porównaniu z tradycyjnymi procesami technologia natrysku na zimno jest szybsza.
Opatentowana technologia JoulePrinting
Drukowanie Joule to technologia dodawania wielu materiałów do metalu, opracowana przez firmę Digital Alloys w Stanach Zjednoczonych. Jako materiał bazowy wykorzystuje drut metalowy zamiast drogiego proszku stosowanego w systemie porównawczym. Może współpracować z dowolnym drutem metalowym. Ta technologia jest zasadniczo prostym i szybkim procesem topienia drutów metalowych w przydatne kształty.
Druk na metalu na bazie wody
Technologia ta została opracowana przez kanadyjską firmę Rapidia. Jak sama nazwa wskazuje, używa pasty metalowej na bazie wody zamiast zwykłych materiałów żywicznych. Woda odparowuje podczas procesu drukowania, oszczędzając czas i nie wymaga odtłuszczania ani rozpuszczalnika. To nie tylko przyspiesza proces produkcji, ale także upraszcza proces i eliminuje potrzebę stosowania środków chemicznych.
Fuzja zimnego metalu
Technologia ta została opracowana przez Headmade Materials z Niemiec, a proces drukowania odbywa się w temperaturze 80°C, czyli w zasadzie tak samo jak w przypadku drukowania SLS. Dlatego w rzeczywistości gotowe części nadal wymagają kolejnych zabiegów odtłuszczania i spiekania.
Dyfuzja atomowa (ADAM)
Technologia ta została opracowana przez amerykańską firmę Markforged, zaczynając od proszków metali połączonych z tworzywami sztucznymi, tworząc kształt 3D, warstwa po warstwie. Po wydrukowaniu części są czyszczone w roztworze odtłuszczającym i spiekane w piecu. Precyzja i wytrzymałość części są bardzo wysokie. Wśród nich kluczowy jest proces wypalania plastikowego spoiwa i rozprowadzania razem proszku metalowego.
streszczenie
Główna treść tego artykułu pochodzi z podsumowania czasopisma Manufacture3D, a tłumacz dokonał kilku poprawek i poprawek. Jak powiedział redaktor, artykuł nie ośmiela się powiedzieć obszerny, na rynku musi być więcej dostępnych technologii, oczywiście jest więcej technologii w fazie rozwoju, tylko dla odniesienia przez odpowiednich praktyków i entuzjastów.
Link do tego artykułu: Czy wiesz, jak wiele rodzajów technologii druku 3D z metalu jest podzielonych?
Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！
Precyzja 3, 4 i 5-osiowa 
