Beth yw egwyddor sylfaenol argraffu 3D metel mewn gweithgynhyrchu llwydni?

1. Egwyddor Technegol: Newid Modelau Digidol yn Gwrthrychau Metel
Y prif syniad y tu ôl i argraffu 3D metel yw "wedi'i yrru'n ddigidol yn toddi a phentyrru haenog." Mae'r prif brosesau yn y broses yn cynnwys prosesu modelau, lledaenu powdr, toddi ynni, a bondio interlayer. Er enghraifft, y dechnoleg toddi dethol laser (SLM) poblogaidd:
Torri modelau 3D ar wahân a dylunio llwybrau
Ar ôl defnyddio meddalwedd CAD i wneud model 3D o'r mowld, mae angen ei drosglwyddo i feddalwedd sleisio ar gyfer prosesu haenu i wneud 2D Cross - data adrannol sy'n 20 i 50 micron o drwch. Mae'r algorithm cynllunio llwybr yn defnyddio'r proffil adrannol croes - i wneud llwybrau sganio laser ac yn addasu cyfradd gorgyffwrdd y pwll toddi er mwyn osgoi cronni straen rhwng haenau. Er enghraifft, wrth wneud mowldiau chwistrellu â sianeli oeri cydffurfiol, byddai'r algorithm yn rheoli'r drefn y mae'r sianel droellog yn cael ei sganio yn ofalus i sicrhau bod yr oerydd yn llifo'n llyfn.
Toddi gwely powdr ac adeiladu haenau
Mae'r ddyfais yn rhoi gorchudd o bowdr metel (aloi titaniwm o'r fath, aloi alwminiwm, neu ddur mowld) y tu mewn i'r siambr fowldio. Yna mae'r pelydr laser yn toddi'r powdr ar hyd llwybr penodol i wneud pwll o fetel tawdd. Ar ôl i'r pwll toddi oeri a solidoli'n gyflym, mae'r platfform ffurfio yn cael ei ostwng gan drwch un haen. Mae'r cylch o ddosbarthu powdr, ei doddi, a'i solidoli yn parhau nes bod mowld metel â dwysedd o 99.9% yn cael ei wneud. Nid oes angen mowldiau na gosodiadau ar y dull hwn, a gallai wneud strwythurau ceudod mewnol cymhleth yn uniongyrchol, fel marw - mowldiau castio gydag asennau atgyfnerthu diliau.
Rheolaeth gydweithredol ym maes ffiseg aml -
Yn ystod y broses argraffu, rhaid monitro nodweddion gan gynnwys tymheredd y pwll toddi, faint o ocsigen yn yr awyr, a llifadwyedd y powdr mewn amser real. Er enghraifft, mae system reoli dolen - caeedig Yunyao Shenwei yn defnyddio delweddwr thermol is -goch i ddal siâp y pwll tawdd, yn newid yn ddeinamig y pŵer laser (200–1000W) a chyflymder sganio (500-2000mm/s), ac yn cynhyrfu straen dadffurfiad. Mae rhai cwmnïau'n cyflogi technoleg laser gwyrdd i wella effeithlonrwydd cyplu ynni a thrwsio diffygion ymasiad rhannol mewn deunyddiau sy'n adlewyrchu llawer o olau, fel copr.
2. Ymyl technolegol: Datrys y tair problem fwyaf gyda gwneud llwydni traddodiadol
Trwy newid y ffordd y mae pethau'n cael eu gwneud, mae argraffu 3D metel yn ychwanegu tri gwerth newydd i'r diwydiant mowld:
Gwelliant enfawr mewn rhyddid dylunio
Mae natur "prosesu llinol" drilio, melino a gweithdrefnau eraill yn ei gwneud hi'n anodd gwneud mowldiau yn y ffordd draddodiadol. Mae sianeli oeri yn aml yn cael eu gwneud fel llinellau syth neu polylines syml. Mae hyn yn golygu nad yw rhannau wedi'u mowldio â chwistrelliad yn oeri yn gyfartal (gallai'r gwahaniaeth tymheredd fod yn fwy na 30 gradd) . 3 D Gall argraffu wneud sianeli oeri cydffurfiol y gellir eu cynllunio fel gwythiennau troellog, dendritig, neu ddail biomimetig i ffitio geometreg y siambr mowld. Mae Audi wedi defnyddio'r dechneg hon i wneud mowldiau castio marw - yn cŵl 40% yn gyflymach, byrhau'r cylch mowldio pigiad 35%, ac yn gostwng y gyfradd sgrap o 8% i 1.2%.
Ddwywaith mor gyflym a dwywaith mor rhad i'w wneud
Er enghraifft, mowld chwistrellu bumper ceir: mae'n cymryd 6 wythnos i beiriannu CNC traddodiadol wneud electrod, gwneud peiriannu rhyddhau trydanol, a chamau eraill. Dim ond 72 awr y mae'n ei gymryd ar gyfer argraffu 3D, ac mae'r gyfradd defnyddio deunydd wedi cynyddu o 25% i 95%. Ar gyfer mowldiau arfer swp bach, achosion o'r fath ar gyfer offer meddygol, mae argraffu 3D yn costio 60% yn llai y darn na dulliau traddodiadol. Mae hyn yn ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer y camau dilysu prototeip a chynhyrchu treialon.
Optimeiddio perfformiad deunyddiau a strwythurau
Gall solidiad cyflym argraffu 3D (cyfradd oeri hyd at 10 ^ 6 gradd /s) greu strwythur grawn mân sy'n gwneud y mowld yn llawer anoddach ac yn fwy gwrthsefyll ei wisgo. Er enghraifft, mae gan ddur llwydni H13 a wneir â thechnoleg SLM oes blinder thermol sydd 2.3 gwaith yn hirach na bywyd rhannau ffug. Mae hyn yn ei gwneud yn dda i farw - sefyllfaoedd castio gyda llwythi trwm. Hefyd, gall techneg argraffu deunydd graddiant roi haenau caledwch - uchel (WC Co) ar wyneb y mowld wrth gadw'r craidd yn galed, sy'n golygu "un deunydd ar gyfer defnyddiau lluosog."
3. Mae achosion defnydd cyffredin yn cynnwys oeri cydffurfiol ac integreiddio swyddogaethol.
Mae argraffu metel 3D wedi cael effaith fawr ar lawer o ardaloedd o wneud llwydni, gan greu atebion unigryw:
Mowld chwistrellu: defnydd mawr o sianel ddŵr oeri cydffurfiol
Mewn mowldiau cregyn offer cartref mawr, gall 3D - dyfrffyrdd printiedig dorri'r amser oeri o 45 eiliad i 28 eiliad a chael gwared ar ddiffygion weldio. Cynhyrchodd cwmni gamlas biomimetig ar gyfer mowldiau panel aerdymheru sydd â gwastadrwydd arwyneb o 0.02mm, sydd yr un lefel â drych.
Mowld castio marw: dyluniad gyda siambr gymhleth a phwysau ysgafn
I wneud ceudodau mewnol cymhleth gan ddefnyddio mowldiau castio Die - traddodiadol, mae'n rhaid i chi lunio sawl rhan. Gan ddefnyddio argraffu 3D, gallwch wneud mowldiau gyda thyllau sy'n croesi ei gilydd ac yn denau - asennau muriog i gyd ar unwaith. Er enghraifft, mae'r blwch batri cerbyd ynni newydd yn marw - Mae mowld castio yn defnyddio dyluniad optimeiddio topoleg i dorri pwysau 42%. Mae bywyd y mowld hefyd yn cael ei ymestyn o 50,000 gwaith i 120,000 o weithiau gyda chamlesi printiedig 3D.
Mowld teiar rwber: Gwneud blociau patrwm gyda chywirdeb mawr
Yn y gorffennol, roedd yn anodd gwneud patrymau teiars gyda chywirdeb lefel micromedr -, fel sianel ddraenio teiar glaw a oedd ond 1.5mm o led. Gan ddefnyddio rheolaeth laser manwl -, gall argraffu 3D wneud mowldiau bloc patrwm yn uniongyrchol, sy'n osgoi'r dadffurfiad patrwm a all ddigwydd gyda pheiriannu rhyddhau trydanol. Mae manwl gywirdeb lleoli patrwm dro ar ôl tro y mowld teiars rasio F1 a wneir gan gwmni penodol yn ± 0.01mm, a dyna sydd ei angen ar y Ffederasiwn Modur Rhyngwladol.
4. Tueddiadau'r Diwydiant: o ddatblygiadau arloesol mewn technoleg i newidiadau yn yr amgylchedd
Mae argraffu metel 3D yn newid yn y diwydiant mowld o "amnewid pwynt sengl" i "arloesi system":
Cam mawr ymlaen mewn technoleg argraffu deunydd aml -
Ar hyn o bryd, mae argraffu deunyddiau cyfansawdd fel alwminiwm copr a serameg ddur yn dal i fod yn broblem yn y busnes. Fodd bynnag, mae technolegau newydd fel Green Laser ac Multi Beam Conweithredu wedi gwneud rhai deunyddiau'n gydnaws ag un arall. Er enghraifft, lluniodd cwmni dechneg argraffu bimetallig dur copr sy'n defnyddio bondio metelegol rhyngwyneb i ddod o hyd i gyfaddawd rhwng dargludedd gwres a chryfder. Mae'r dull hwn yn dda ar gyfer mowldiau ar gyfer rheiddiaduron hylif - wedi'u hoeri.
Dull o weithgynhyrchu cyfansawdd ychwanegyn
Mae'r dull gweithgynhyrchu hybrid sy'n cyfuno peiriannu manwl CNC eisoes yn gyffredin. Er enghraifft, mae'r ddyfrffordd cydffurfiol yn cael ei gwneud yn gyntaf gan ddefnyddio argraffu 3D, ac yna mae'r ceudod yn cael ei wella gan ddefnyddio canolfan beiriannu echel pump -. Mae hyn yn manteisio ar fuddion dylunio argraffu 3D ac yn sicrhau bod ansawdd wyneb y mowld yn dda (RA yn llai na neu'n hafal i 0.8 μm).
Adeiladu system ddeallus ac unffurf
Mae cwmnïau yn yr UD yn gweithio i greu safonau ar gyfer mowldiau argraffu 3D metel. Mae'r safonau hyn yn cynnwys rhinweddau'r powdr (sfferigrwydd sy'n fwy na neu'n hafal i 90%, cynnwys ocsigen <0.05%), y gallu i ddod o hyd i ddiffygion (mandylledd sgan CT sy'n llai na neu'n hafal i 0.5%), a'r meini prawf ar gyfer triniaeth post - (gwyriad triniaeth gwres ± 1hrc). Defnyddiwyd algorithmau AI hefyd i wella llwybrau argraffu ar yr un pryd. Trwy ddeallusrwydd peiriannau, mae un platfform wedi gwneud strwythurau ategol 30% yn ysgafnach ac yn argraffu 25% yn fwy effeithlon.