obróbka cnc · 2021年11月25日 0

Jaka jest trudność drukowania 3D z metalu?

Druk 3D jest szeroko stosowany do szybkiego prototypowania i dostosowywania małych partii części. Termin „druk 3D” jest synonimem wytwarzania addytywnego i ujawnia sposób wytwarzania części: poprzez wzrost w podstawowych materiałach powstaje kształt modelu 3D. Innymi słowy, drukarki 3D wykorzystują materiały takie jak filamenty, żywica lub proszek i sklejają ze sobą przekroje poprzeczne do budowy części 3D.

W ostatnich latach druk 3D z metalu przyciągnął powszechną uwagę mediów. Te metalowe części są coraz częściej wykorzystywane jako kluczowe komponenty do komponentów silników lotniczych, implantów medycznych i innych imponujących zastosowań. Jednak w rzeczywistości większość drukarek 3D to w rzeczywistości części plastikowe, a nie metalowe. Więc dlaczego jest różnica?

Dziś wydawca Xianji.com przedstawi Wam różnice między drukiem 3D z metalu a drukiem 3D z tworzyw sztucznych oraz w jaki sposób te różnice prowadzą do wykorzystania drukowania z metalu w wysoce wyspecjalizowanych zastosowaniach oraz wykorzystania druku 3D z tworzyw sztucznych w innych obszarach.

Względy materiałowe i kosztowe

Druk metalowy, taki jak bezpośrednie spiekanie laserowe metalu (DMLS), wykorzystuje jako surowce sproszkowane stopy metali. Jak wspomniano wcześniej, ponieważ produkty drukowane DMLS są wykorzystywane w wysoce specjalistycznych scenariuszach, takich jak samoloty czy sprzęt medyczny, materiały muszą spełniać wysokie standardy jakości.

Jest to w przeciwieństwie do plastikowych materiałów do drukowania 3D, które generalnie mają niższe standardy identyfikowalności i jakości, ponieważ te wydruki są wykorzystywane bardziej do prototypowania niż do produkcji.

Koszt materiałów do druku 3D z tworzyw sztucznych i metalu jest również bardzo różny. Proszek metalowy używany do drukowania 3D z metalu jest wagowo droższy niż kęsy stalowe używane do obróbki i oczywiście droższe niż tworzywa sztuczne. Proszek metalowy jest drogi, ponieważ jest wytwarzany w procesie zwanym atomizacją gazową. W tym procesie ciekły metal jest rozpylany przez naddźwiękowy rozpylony gaz i schładzany do mikrokulek.

Koszt druku 3D tworzyw sztucznych w dużej mierze zależy od maszyny i surowców, ale większość standardowych materiałów, takich jak ABS, nylon i wiele polimerów żywicznych, jest znacznie tańszych niż metale. Ze względu na niską cenę tworzywa sztuczne są szeroko dostępne z różnych konkurencyjnych źródeł. W przeciwieństwie do tego, istnieje bardzo niewielu producentów materiałów do drukowania 3D z metalu, a większość proszków metali jest produkowana tylko przez kilka firm.

Środowisko produkcyjne: kontrolowane i otwarte

Drukarka 3D jest zwykle uważana za małą maszynę biurkową, wielkości kuchenki mikrofalowej i może wytwarzać części na zewnątrz. Tak jest w przypadku stacjonarnych drukarek 3D, w których materiał nie zmienia się znacząco pod wpływem tlenu. Jednak metale łatwo ulegają korozji lub utlenianiu. Jednak mikrosfery stosowane w druku 3D metalu mają dużą powierzchnię i niewielką ilość materiału. Przedwczesne utlenianie wpłynie na zdolność materiału do stapiania i spowoduje, że drukowane części staną się kruche.

Oznacza to, że metalowe drukarki 3D są nieuchronnie bardziej skomplikowane niż drukarki plastikowe. Wymaga zamkniętego, hermetycznego obszaru i specjalnych metod przechowywania, przesiewania i recyklingu nieskrzepniętego proszku bez wystawiania go na działanie powietrza. Aby zapobiec problemom z jakością, metalowe drukarki 3D zwykle przechowują materiały w obojętnym środowisku. Na przykład azot jest powszechnie stosowany do stali, podczas gdy argon jest powszechnie stosowany do stopów aluminium i tytanu. Gaz ten jest zwykle uzupełniany przy pustym zbiorniku. Azot można również oddzielić od powietrza za pomocą generatora azotu. Proszek metalowy jest zwykle pakowany w metalową komorę w kształcie butelki z blokadą powietrzną zawór dla łatwego demontażu i wymiany.

Wymagania cieplne i konstrukcja nośna

Druk 3D z metalu wykorzystuje lasery do generowania wystarczającej ilości ciepła do selektywnego łączenia proszków metali w celu utworzenia całkowicie gęstej części. Podczas korzystania z DMLS do tworzenia małych mikrospoin na każdej warstwie wymagany jest laser o dużej mocy. Stopienie metalu wymaga dużej ilości ciepła. Temperatura topnienia miękkich metali wynosi 600°C, a twardszych metali powyżej 1000°C.

Plastikowy druk 3D musi stopić swoje podłoże, ale większość temperatur topnienia wynosi od 100°C do 200°C. Ze względu na niższą temperaturę topnienia plastikowe drukarki są bardziej przyjazne dla konsumentów i biznesu, umożliwiając hobbystom i firmom szybkie tworzenie prototypów. Głowica wytłaczarki wielkości pięści jest przykładem plastikowej drukarki 3D, która musi stopić filament z plastikowej szpuli, aby uzyskać kształt.

Jaka jest trudność drukowania 3D z metalu?

Platforma DMLS wymaga lasera, który kosztuje dziesiątki tysięcy dolarów, a także urządzeń peryferyjnych, takich jak chłodnica cieczy, aby zapobiec przegrzaniu. W porównaniu z opcją drukarki z tworzywa sztucznego, cała infrastruktura wymagana przez drukarkę DMLS stanowi wyższą barierę wejścia na rynek.

W drukarce 3D wzrost temperatury spowoduje również wzrost ciśnienia wewnątrz części. W przypadku większości procesów, gdy materiał jest nakładany w celu uformowania części, potrzebna jest konstrukcja wspierająca, aby utrzymać część w miejscu, i zostanie ona usunięta po wydrukowaniu. Struktura nośna druku jest niezbędna do tworzenia takich elementów, jak drapowanie, w przypadku których materiał musi „unosić się” od spodu części.

Metalowa konstrukcja wsporcza do drukowania 3D jest wykonana z tego samego metalu co część i musi mieć wystarczającą wytrzymałość, aby utrzymać część podczas procesu produkcyjnego. Naprężenie powstałe w metalowej części drukowanej w 3D może być wystarczająco duże, aby przeniknąć przez metalową konstrukcję nośną, a inne materiały mogą być wymagane do utrzymania przedmiotu obrabianego w miejscu. W rzeczywistości wiele metalowych części nie jest usuwanych z podstawy nośnej, dopóki nie zostaną wyżarzone, aby zapobiec wypaczeniu.

Wymagania dotyczące przetwarzania końcowego

Oprócz zastosowania pieca do obróbki cieplnej w celu wyeliminowania naprężeń związanych z drukowaniem na metalu, metalowa konstrukcja nośna musi zostać usunięta po zakończeniu drukowania. W przypadku tworzyw sztucznych jest to czasami łatwe, wystarczy umieścić go w płynnej kąpieli, aby rozpuścić rozpuszczalny materiał podporowy. W najgorszym przypadku do mocowania materiału podporowego można użyć szczypiec i wykrojników.

Jednak w przypadku drukowania 3D z metalu przetwarzanie końcowe wymaga narzędzi, takich jak piły taśmowe, centra obróbcze, a nawet iskry elektryczne. Z tego powodu posiadanie lub używanie metalowej drukarki 3D oznacza, że ​​może być konieczne posiadanie lub możliwość wejścia do warsztatu CNC. Plastik nie wymaga prawie takiego samego sprzętu ani wiedzy specjalistycznej jak metal. Tysiącom konsumentów i firm łatwiej jest posiadać i używać drukarek plastikowych, ponieważ wymagania dotyczące przetwarzania końcowego są znacznie prostsze i nie jest wymagana wiedza ani sprzęt do przetwarzania.

na zakończenie

Mówiąc najprościej, drukowanie 3D na metalu jest trudniejsze niż drukowanie 3D na plastiku. Druk 3D z metalu, taki jak DMLS, wymaga profesjonalnej wiedzy, w szczególności wiedzy na temat sterowania przetwarzaniem, wymagań maszynowych, wymaganej energii i sprzętu wtórnego do obróbki końcowej. Ale ta dodatkowa złożoność jest zwykle tego warta, ponieważ DMLS może tworzyć bardzo złożone figury geometryczne z materiałów takich jak stal nierdzewna, aluminium, tytan i Inconel. Metal ma zwykle rzędy wielkości wyższą wydajność niż plastik, a dzięki swobodzie projektowania, jaką daje druk 3D, DMLS może budować niesamowite części.

Link do tego artykułu: Jaka jest trudność drukowania 3D z metalu?

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Jaka jest trudność drukowania 3D z metalu?Metalowa blacha, beryl, stal węglowa, magnez, 3D drukowanie, precyzja Obróbka CNC usługi dla przemysłu ciężkiego, budowlanego, rolniczego i hydraulicznego. Nadaje się do tworzyw sztucznych i rzadkich obróbka stopów. Może toczyć części o średnicy do 15.7 cala. Procesy obejmują obróbka szwajcarskaprzeciąganie, toczenie, frezowanie, wytaczanie i gwintowanie. Zapewnia również polerowanie metali, malowanie, szlifowanie powierzchni i wał usługi prostowania. Zakres produkcji wynosi do 50,000 XNUMX sztuk. Nadaje się do śrub, złączy, Łożyskopompa, biegobudowa skrzynkowa, suszarka bębnowa i aplikacje z obrotowym zaworem zasilającym. PTJ opracuje strategię z Tobą, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć cel, Zapraszamy do kontaktu z nami ( [email protected] ) bezpośrednio do nowego projektu.