1, Princípio técnico: Formação de modo livre de estruturas complexas através da remoção acumulativa de camadas.
A essência da impressão 3D de metal é dividir um modelo digital 3D em centenas a milhares de camadas seccionais cruzadas 2D - e implementar uma solidificação ou fusão seletiva e solidificação usando alto pó-} ou um feixe de laser ou um lâmpada eletrônica que gera uma paredes de pó de sinterização em um tempo em um tempo, um tempo de tempo, ou um sólido, o que é um feixe de metal, que é o que é um feixe de fios de fios, que é um dos montes de fios de retenção ou queda de metal, ou que é um feixe de fios de retenção ou sinenting que uma linhagem, que é uma fios de retenção de fios de fios, que é um dos montes de fios, que é um feixe de fios de fios, que se limita com a fios de fios, que se reúnem, que se reúne, que se retenção de um pó de fins de queda ou sigração de metal. Fabricação subtrativa convencional (giro, moagem e moagem) e fabricação de material igual (fundido, forjado e soldado) para oferecer três vantagens tecnológicas principais:
Fabricação livre de mofo: você pode fabricar pequenos lotes de peças diretamente e testar a produção em massa de peças, e nenhum molde é necessário. O ciclo de fabricação de moldes na indústria tradicional pode ser reduzido de alguns meses para alguns dias. O custo foi reduzido em mais de 80%! Por exemplo, uma certa empresa de motores de aviação usa a tecnologia SLM para produzir lâmina de liga de titânio, o que reduz o custo do molde de 1,2 milhão de yuans para zero e reduz o ciclo de pesquisa e desenvolvimento em 65%.
Moldagem de uma etapa na estrutura complexa: pode fabricar estruturas complexas, como treliça, canais de resfriamento conforme, estruturas de redução de otimização de topologia, o método tradicional pode ser incapaz de fazer. Por exemplo, o uso do SLM estava permitindo que a GE Aviation molde o número 20 que são combinados lá em um no bico de combustível do motor Leap, o que se traduz em uma redução de peso de 25% e 15% melhor economia de combustível.
Controle de distribuição de gradiente de material: as alterações de classificação podem ser feitas em dureza, condução de calor, resistência à corrosão e outras propriedades em diferentes áreas da peça por meio da tecnologia da impressão composta de vários materiais. Por exemplo, um fabricante da válvula de energia nuclear adota a tecnologia de impressão FGM (Material Funcional de Gradiente) para melhorar o desgaste - resistência da superfície de vedação da válvula em 3 vezes sem peso crescente do corpo principal do corpo principal
2, Controle de Precisão: Subversão de Micron para Nanômetro
A dificuldade de altas peças mecânicas de precisão - é controlar com precisão a precisão dimensional, a rugosidade da superfície e a tolerância à forma e a tolerância posicional. Alcançando um salto na precisão deImpressão 3D de metalé possível através das seguintes direções tecnológicas:
Melhoria da precisão do hardware:
Controle de diâmetro do ponto: o equipamento SLM moderno possui um sistema de laser de foco dinâmico, e o diâmetro do ponto pode ser controlado com precisão na faixa de 50 - 100 m, que é 40% melhor que o equipamento antigo. Por exemplo, com 12 tecnologia de varredura de fixação a laser comprovada em plantas platinum BLT-S800 com precisão da fabricação de lâminas de motor de aeronave em um nível de micrômetro de rugosidade r_ a menor ou igual a 3,2 μm.
Precisão posicional do sistema de movimento: o motor linear e a régua de grade fechou - O sistema de controle de loop é usado para controlar o erro de posição de 2 mícrons. A confiabilidade e reprodutibilidade da forma e posição são de ± 0,01 mm para o processo Renishaw AM400, resultando em implantes para dispositivos médicos 100% estáveis e confiáveis de acordo com a ISO 13485.
Otimização de parâmetros do processo:
Novo padrão de varredura: o quadro -verificador e os padrões em espiral são usados em vez de padrões contínuos em um esforço para mitigar a deformação relacionada ao estresse térmico. Foi relatado por um fabricante específico de peças de automóveis que o nível de deformação de deformação de suportes de liga de alumínio foi melhorado de 0,5 mm a 0,1 mm, aplicando sua estratégia de varredura desenvolvida.
Espessura da camada: a possibilidade de poder imprimir com uma espessura de camada ultrafina (20 a 30 mícrons) pode produzir partes de pequena dimensionalmente; com um acabamento superficial impecável. Ao imprimir implantes ortopédicos da liga de titânio, o equipamento EOS M 400-4 adotou a espessura da camada de 25 μm, cuja rugosidade da superfície AR diminui de 6 μm para 1,8 μm, que estão próximos do nível de polimento.
Pós -processamento Integração da tecnologia:
Pressionamento isostático quente (quadril): remove os poros internos nas partes a uma alta temperatura de 1200 graus e alta pressão de 150MPa, de modo que a densidade das peças aumenta de 99,2% para 99,95%; A vida útil da fadiga da parte estrutural da aviação foi aumentada três vezes após a aplicação da tecnologia do quadril em uma determinada planta de componente estrutural da aviação.
Polimento eletroquímico (ECP) - Eliminação de asperidades da superfície por micro gravura eletrolítica para produzir uma superfície nanossmooth. De acordo com a prática, a rugosidade da superfície da cavidade de aço inoxidável é reduzida pela tecnologia ECP de 0,4 μm para 0,05 μm de uma certa empresa de equipamentos de semicondutores, que pode atender aos requisitos de vedação a vácuo.
3, Desenvolvimento de metais únicos a materiais compósitos 3.1 Adaptabilidade do material
Peças mecânicas de alta precisão requerem diversas propriedades de material, e a impressão 3D de metal percebeu a cobertura de metais comuns, ligas de alta temperatura, ligas de metal leve, para metais biomédicos, conforme necessário).
Liga de titânio: Ti6al4V AWE tem uma correspondência de alta resistência de 890 MPa com uma baixa densidade de 4,43g/cm ³ e mostra grande biocompatibilidade, tornando -se um material fundamental no aeroespacial e também na medicina. Um fabricante de implantes ortopédicos aplicou a tecnologia EBSM para fabricar próteses articulares do quadril, a força de ligação com tecido ósseo foi aprimorada em 40 % e o período de reabilitação da operação do Post - foi reduzido em 30 %.
9 liga de alta temperatura à base de níquel O Inconel 718 tem alta resistência (a resistência à tração é de 1034MPa) a 650 graus. Foi amplamente utilizado para a lâmina de turbina a gás. Uma empresa de energia chega ao ponto de 3D, lâminas de turbinas a gás impressas, com o SLM adicionando um diâmetro de canal de resfriamento de apenas 0,8 mm, oferecendo um resfriamento aprimorado de cerca de 30% em relação aos colegas fundidos.
Liga de alumínio: ALSI10MG tem sido amplamente utilizado no peso leve automotivo devido à baixa densidade (2,7 g/cm ³) e propriedades de fundição superiores. A Energy Vehicle Company usa a Scalmalloy ® novo Fender/Scalmalloy ® impresso impressa com uma força 50% maior que a liga de alumínio tradicional, e uma superfície aerodinâmica complexa é formada pelo todo.
Composto de vários materiais: os compósitos de polímero de cerâmica metálica materialina podem ser impressos com gradiente empregando a tecnologia de jato de nanopartículas (NPJ). Uma empresa fotovoltaica usou a tecnologia NPJ para substituir a pasta de prata como material alternativo, que diminuiu a quantidade de prata usada em células de heterojunção de 130 mg/folha para 50mg/folha e reduziu o custo por watt em 0,12 yuan.
4, a aplicação industrial: do laboratório ao uso industrial
Desde a fabricação de protótipos até a produção em massa, a tecnologia de impressão 3D metal alcançou o sucesso comercial em muitos campos de extremidade-
Aeronáutica: os suportes de liga de titânio impressos em 3D são aplicados na aeronave Airbus A350 XWB, e a força da conexão entre as asas e a fuselagem nas asas aumentou 25%; A tira da borda da asa de acabamento COMAC C919 realiza molduras integradas de peça única através da tecnologia SLM, e a taxa de utilização do material aumentou de 15% para 92%.
Fabricação automotiva: o BMW Group usa a tecnologia WAAM para impressão de alojamento de motor de veículo elétrico em 3D, a redução de peso é de 40%, a dissipação de calor é 15% mais eficiente; O painel traseiro do Modelo Y do Tesla adota o dado integrado 6000T - fundindo + 3 d Tecnologia de inserção de impressão, 70 em 1, o tempo do ciclo de produção foi prolongado para 90 segundos por peça.
Dispositivos médicos: o dispositivo de fusão intervertebral de liga médica impressa em 3D com porosidade de 80% da Johnson & Johnson DePuy Synthes pode acelerar a taxa de crescimento das células ósseas em três vezes; A parede de stents do coração da liga de cobalto 3D dos Siemens Healthineers com uma espessura de apenas 0,15 mm é 40% maior que a tradicional tecnologia de corte a laser.