Frá tilkomu þrívíddarprentunartækni hefur það smám saman verið beitt við framleiðslu á raunverulegum vörum. Meðal þeirra er þróun þrívíddarprentunartækni fyrir málmefni sérstaklega hröð. Á sviði landvarna leggja þróuð lönd í Evrópu og Bandaríkjunum mikla áherslu á þróun þrívíddarprentunar úr málmi og fjárfesta gríðarlegar upphæðir í rannsóknir. 3D prentun málmhluta hefur alltaf verið í brennidepli rannsókna og notkunar. Það getur ekki aðeins prentað mót og reiðhjól, það getur líka prentað áður óþekkt ný vopn, og það getur jafnvel prentað stóran búnað eins og bíla og flugvélar. Sem ný tegund af snjöllri framleiðslutækni hefur þrívíddarprentun úr málmi sýnt mjög víðtæka notkunarmöguleika og hefur sýnt sterka þróun skriðþunga á fleiri sviðum eins og hönnun og framleiðslu búnaðar, stuðningur við búnað og flugrými.
Málm 3D prentun eiginleikar
1) Mikil nákvæmni. Sem stendur er í grundvallaratriðum hægt að stjórna nákvæmni 3D prentunarbúnaðar úr málmi undir 0.05 mm.
2) Hringrásin er stutt. Málm 3D prentun krefst ekki framleiðsluferlis móta, sem styttir framleiðslutíma líkansins til muna. Almennt er hægt að prenta líkan á nokkrum klukkustundum eða jafnvel tugum mínútna.
3) Það er hægt að sérsníða. Þrívíddarprentun úr málmi hefur engin takmörk á fjölda prentaðra gerða, sama eða fleiri er hægt að framleiða á sama kostnaði.
4) Fjölbreytni efna. Þrívíddarprentunarkerfi úr málmi getur oft gert sér grein fyrir prentun mismunandi efna og fjölbreytileiki þessa efnis getur mætt þörfum mismunandi sviða.
5) Kostnaðurinn er tiltölulega lágur. Þótt þrívíddarprentunarkerfi úr málmi og málmefni fyrir þrívíddarprentun séu tiltölulega dýr núna, ef þau eru notuð til að búa til sérsniðnar vörur, er framleiðslukostnaður tiltölulega lágur.
Þrívíddarprentunartækni úr málmi
Sem háþróaðasta og mögulegasta tæknin í öllu 3D prentunarkerfinu er 3D prentunartækni málmhluta mikilvæg þróunarstefna háþróaðrar framleiðslutækni. Með þróun vísinda og tækni og þörfum vinsælda og notkunar hefur bein framleiðsla á málmvirkum hlutum með hraðri frumgerð orðið aðalþróunarstefna hraðrar frumgerðar. Sem stendur eru hröðu frumgerðaaðferðirnar sem hægt er að nota til að framleiða beinvirka málmhluti aðallega: Selective Laser Melting (SLM), Electron Beam Selective Melting (EBSM), Laser Engineered Net Shaping (LENS)) bíða.
Selective Laser Melting (SLM)
SLM er mikilvægur hluti af sviði þrívíddarprentunar úr málmi. Þróunarferli þess hefur farið í gegnum stig eins og sintun á dufti sem ekki er úr málmi með lágt bræðslumark, sintun á lágbræðslumarkshúðuðu dufti með háu bræðslumarki og bein bráðnun á dufti með háu bræðslumarki. Háskólinn í Texas í Austin sótti fyrst um einkaleyfi árið 1986 og þróaði fyrsta SLM búnaðinn með góðum árangri árið 1988. Hann notar fínfókusaðan blett til að bráðna fljótt í forstillt duftefni sem er 30-51 μm, og getur nánast beint fá hvaða form sem er. Sem og hagnýtir hlutar með fullkominni málmvinnslutengingu. Þéttleikinn getur náð næstum 100 prósentum, víddarnákvæmni getur náð 20-50 μm og yfirborðsgrófleiki getur náð 20-30 μm. Þetta er hröð frumgerð tækni með mikla þróunarmöguleika.
SLM mótunarefni eru aðallega einþátta málmduft, þar á meðal austenítískt ryðfrítt stál, nikkel-undirstaða málmblöndur, títan-undirstaða málmblöndur, kóbalt-króm málmblöndur og góðmálmar. Lasergeislinn bráðnar málmduftið fljótt og fær samfellda bræðslurás, sem getur beint náð næstum þéttum málmhlutum með næstum hvaða lögun sem er, fullkomið málmvinnslusamband og mikla nákvæmni. Það er þrívíddarprentunartækni fyrir málmhluta með mikla þróunarmöguleika. Notkunarsvið þess hefur verið stækkað til geimferða, öreindatækni, læknismeðferðar, skartgripa og annarra atvinnugreina.
Það eru meira en 50 áhrifaþættir í SLM ferlinu og það eru sex flokkar sem hafa mikilvæg áhrif á mótunaráhrifin: efniseiginleikar, leysir og sjónleiðakerfi, skönnunareiginleikar, mótunarandrúmsloft, mótunargeometrískir eiginleikar og búnaðarþættir. Sem stendur stunda vísindamenn heima og erlendis aðallega ferlirannsóknir og umsóknarrannsóknir á ofangreindum þáttum, í þeim tilgangi að leysa galla í mótunarferlinu og bæta gæði mótaðra hluta. Hvað varðar vinnslurannsóknir eru mikilvægar ferlibreytur í SLM myndunarferlinu meðal annars leysiraflið, skönnunarhraði, duftlagsþykkt, skannafjarlægð og skönnunarstefna osfrv. Með því að sameina mismunandi ferlibreytur er hægt að fínstilla myndunargæði.
Helstu gallarnir í SLM mótunarferlinu eru kúlumyndun og aflögun aflögunar. Kúlumyndun er ófullnægjandi bráðnun efri og neðri laganna meðan á mótunarferlinu stendur. Vegna áhrifa yfirborðsspennu munu bráðnu droparnir rúlla fljótt í kúlulaga lögun, sem leiðir til kúluvæðingar. Til að forðast kúlumyndun ætti að auka inntaksorkan á viðeigandi hátt. Skeiðaflögun stafar af því að hitaálag í SLM myndunarferlinu fer yfir styrk efnisins, sem leiðir til plastaflögunar. Vegna erfiðleika við að mæla afgangsspennu, eru núverandi rannsóknir á aflögun SLM ferlisins aðallega gerðar með endanlegu frumefnisaðferðinni, og síðan er áreiðanleiki uppgerðarinnar sannreyndur með tilraunum. Grunnreglan í SLM tækni er: Notaðu fyrst Pro/e, UG, CATIA og annan þrívíddarlíkanahugbúnað til að hanna 3D solid líkan hlutans á tölvunni og sneið síðan þrívíddarlíkanið í gegnum sneiðhugbúnaðinn til að fá útlínugögn hvers hluta, fyllingarskönnunarleiðin er mynduð úr útlínugögnunum og búnaðurinn mun stjórna leysigeislanum til að bræða málmduftefni hvers lags sértækt í samræmi við þessar fyllingarskönnunarlínur og stafla þeim smám saman í þrívídd. málmhlutar.