Mae argraffu 3D, a elwir hefyd yn Gweithgynhyrchu Ychwanegion (AM), yn ddull "trawsnewidiol" ar gyfer cynhyrchu diwydiannol traddodiadol. Mae'r broses weithgynhyrchu tynnu draddodiadol yn cyfeirio at y defnydd o ddarnau gwaith model geometrig presennol, a'r defnydd o offer i dorri, sgleinio ac ysgythru deunyddiau yn raddol i ddod yn rhannau gofynnol o'r diwedd. Mae argraffu 3D i'r gwrthwyneb. Gyda chymorth offer argraffu 3D, mae'r model tri dimensiwn digidol wedi'i haenu, ac mae deunyddiau arbennig fel powdr metel, deunyddiau thermoplastig, a resinau yn cael eu pentyrru'n barhaus a'u bondio fesul haen, ac yn olaf wedi'u harosod i ffurfio cyfanwaith tri dimensiwn. . Mae argraffu 3D yn dechnoleg ryngddisgyblaethol, sy'n cwmpasu peiriannau, deunyddiau, gweledigaeth gyfrifiadurol, meddalwedd, electroneg, a disgyblaethau eraill, ac mae'r dechnoleg graidd yn gorwedd wrth gynhyrchu argraffwyr 3D, sydd hefyd â gofynion arbennig ar gyfer deunyddiau, meddalwedd, dylunio, ac ati.
O'i gymharu â phrosesau gweithgynhyrchu traddodiadol, mae gan argraffu 3D nodweddion ffurfio strwythurau cymhleth, byrhau'r cylch gwireddu cynnyrch, cryfder cynnyrch uchel, ysgafn, a chyfradd defnyddio deunydd uchel, ond mae ei gost hefyd yn gymharol uchel. Mae nodweddion technoleg argraffu 3D fel a ganlyn:
(1) Gellir cynhyrchu rhannau â strwythurau geometrig cymhleth i gyflawni cynhyrchiad integredig, ac ni fydd cymhlethdod y strwythur yn dod â chostau ychwanegol. Nid yw dylunwyr bellach yn rhwym i brosesau gweithgynhyrchu traddodiadol a gallant greu rhannau yn fwy rhydd.
(2) Byrhau'r cylch datblygu a gwireddu cynnyrch newydd. Wrth ddatblygu cynhyrchion newydd mewn technoleg draddodiadol, mae angen dylunio a chynhyrchu mowldiau newydd a sefydlu proses gynulliad, tra nad oes angen mowldiau ar gyfer argraffu 3D ac mae'r broses yn fyr.
(3) Mae gan y cynnyrch nodweddion cryfder uchel ac ysgafn. Gall rhannau argraffu 3D wireddu'r strwythur dellt diliau sy'n anodd ei brosesu gan dechnoleg draddodiadol a gall leihau'r pwysau yn fawr o dan y rhagosodiad o sicrhau perfformiad. Yn seiliedig ar nodweddion proses solidification cyflym o argraffu 3D, gellir cyflawni priodweddau mecanyddol da, a thrwy hynny sicrhau cynnydd mewn cryfder.
(4) Mae cyfradd defnyddio deunyddiau wedi'i wella'n fawr. Gan fod y deunyddiau wedi'u harosod fesul haen, nid oes bron unrhyw wastraff materol yn y broses gynhyrchu, ac mae'r gyfradd defnyddio deunydd yn cyrraedd mwy na 90 y cant. (5) Mae costau offer a chostau deunydd yn uchel. Mae offer argraffu 3D gradd ddiwydiannol yn ddrud, yn amrywio o un i ddwy filiwn yuan i ddegau o filiynau o yuan. Yn ogystal, oherwydd y broses arbennig, mae gan argraffu 3D ofynion arbennig ar gyfer deunyddiau, ac mae angen addasu deunyddiau cyffredin. Fodd bynnag, mae ymchwil a datblygu deunyddiau yn anodd ac yn gostus, sy'n cyfyngu ar ddatblygiad argraffu 3D i raddau.
Ar ôl mwy na 30 mlynedd o ddatblygiad, mae technoleg argraffu 3D wedi'i wella'n barhaus, ac mae amrywiol ddulliau argraffu megis bioargraffu 3D, argraffu deunydd organig, ac argraffu metel wedi'u ffurfio. Yn gyffredinol, mae argraffu metel 3D yn defnyddio ffynonellau ynni laser a thrawst electron i doddi powdr metel, fel bod y powdr metel yn cael ei sintro a'i bentyrru i ffurfio strwythur cyffredinol. Mae dau ddull mewnbwn o bowdr metel yn y broses gyfan, taenu powdr a bwydo powdr. Yn ôl gwahanol ddulliau bwydo powdr, mae egwyddor y broses argraffu metel 3D wedi'i rannu'n ddyddodiad ynni cyfeiriadol (a elwir hefyd yn fwydo powdr) a thoddi detholus gwely powdr (a elwir hefyd yn lledaenu powdr). Mae cotio powdr yn cyfeirio at wasgaru powdr metel ar y swbstrad i ffurfio haen denau, sydd wedyn yn cael ei asio gyda'i gilydd trwy doddi laser ardaloedd penodol ar yr haen denau. O'i gymharu â thaenu powdr, nid yw bwydo powdr yn ffurfio haen denau, ac mae'r powdr yn cael ei ddanfon yn uniongyrchol i'r pwll tawdd a ffurfiwyd gan y laser ar y swbstrad trwy'r ffroenell powdr a'i sinteru i ffurfio cyfanwaith. Gellir rhannu'r dechnoleg argraffu 3D metel prif ffrwd yn fras yn dechnoleg toddi dethol laser (SLM), ffurfio toddi trawst electron (EBM), technoleg siapio rhwyd laser (LENS), technoleg dyddodiad ffilament ymasiad trawst electron (EBF), ac ati.
Mae tri ffactor pwysig yn natblygiad technoleg gweithgynhyrchu ychwanegion metel, offer, deunydd a phroses. Ar hyn o bryd, mae lle i wella o hyd yn y tair agwedd hyn. Er mwyn ehangu graddfa gymhwyso technoleg argraffu 3D, mae technoleg gweithgynhyrchu ychwanegion metel yn datblygu i gyfeiriad cost isel, maint mawr, aml-ddeunydd, manwl uchel, ac effeithlonrwydd uchel.
(1) Mae offer ychwanegyn metel yn datblygu i gyfeiriad ar raddfa fawr ac arbenigedd. Gyda'r galw cynyddol am argraffu strwythurau ar raddfa fawr a meysydd penodol, mae offer argraffu metel 3D wedi dod yn duedd tuag at ddatblygiad proffesiynol ar raddfa fawr.
(2) Mae deunyddiau crai argraffadwy yn parhau i gynyddu, ac mae argraffu deunydd cyfansawdd yn dechrau ymddangos. Ar hyn o bryd, mae'r mathau o ddeunyddiau crai a ddefnyddir mewn argraffu metel 3D yn gymharol fach ac nid yw ansawdd y deunyddiau yn uchel. Gyda threiddiad parhaus gweithgynhyrchu ychwanegion yn y maes diwydiannol, mae galw'r farchnad am argraffu 3D metel a all gyflawni argraffu cymysg aml-ddeunydd yn cynyddu'n raddol. Yn ogystal, mae argraffu ar yr un pryd o ddeunyddiau cyfansawdd lluosog yn dechrau dod i'r amlwg, a all gyfuno manteision gwahanol ddeunyddiau.
(3) Datblygu technolegau gweithgynhyrchu ychwanegion metel newydd. Mae gan dechnoleg gweithgynhyrchu ychwanegion metel traddodiadol broblemau megis cost uchel ac effeithlonrwydd isel, ac ymhlith y rhain mae effeithlonrwydd isel hefyd yn un o'r ffactorau allweddol sy'n cyfyngu ar weithgynhyrchu ychwanegion rhag disodli gweithgynhyrchu tynnu traddodiadol mewn llawer o feysydd. Disgwylir, gydag aeddfedrwydd graddol y dechnoleg hon yn y dyfodol, megis y cynnydd mewn pŵer laser ac optimeiddio'r llwybr argraffu, y gellir gwella cyfradd cynhyrchu gweithgynhyrchu ychwanegion.