Llif proses argraffu 3D aloi alwminiwm

Mae aloion alwminiwm, diolch i'w cryfder penodol rhagorol, eu dargludedd thermol da, a'u gwrthiant cyrydiad rhagorol, wedi cael eu defnyddio'n helaeth ers amser maith fel deunyddiau ysgafn mewn awyrofod, gweithgynhyrchu modurol, offer electronig, a meysydd eraill. Gydag aeddfedu parhaus technoleg gweithgynhyrchu ychwanegion, mae aloion alwminiwm printiedig 3D yn dod yn ateb cyflenwol pwysig i gastio marw traddodiadol, gofannu, a pheiriannu CNC{3}}yn arbennig o addas ar gyfer rhannau strwythurol cymhleth, cydrannau swp bach wedi'u haddasu, a rhannau prototeip sydd angen gwiriad ailadroddol cyflym. Mae deall llif proses gyflawn aloion alwminiwm printiedig 3D yn helpu mentrau i werthuso cymhwysedd y dechnoleg hon yn well wrth ddatblygu eu cynnyrch eu hunain.

Mae prif broses aloion alwminiwm printiedig 3D fel a ganlyn:

Yn gyntaf, defnyddir meddalwedd modelu 3D proffesiynol fel SolidWorks neu AutoCAD i ddylunio'n fanwl gywir y model tri dimensiwn o'r gydran aloi alwminiwm ofynnol. Rhaid i'r model hwn ystyried yn ofalus ffactorau megis siâp, dimensiynau a strwythur mewnol y rhan er mwyn sicrhau bod y rhan argraffedig derfynol yn bodloni gofynion gwasanaeth gwirioneddol.

Ar y cam hwn, mae dylunwyr fel arfer hefyd yn manteisio'n llawn ar y rhyddid dylunio a roddir gan weithgynhyrchu ychwanegion ac yn cyfuno algorithmau optimeiddio topoleg i berfformio dyluniad strwythurol ysgafn ar y gydran. Mae deunydd diangen yn cael ei dynnu tra bod perfformiad mecanyddol yn cael ei gynnal, a thrwy hynny leihau pwysau rhan ymhellach ac arbed amser argraffu a chostau deunydd. Yn ogystal, rhaid i'r cam dylunio ystyried yn gynhwysfawr y dewis o gyfeiriadedd adeiladu, gosodiad y strwythurau cynnal, a'r lwfansau a gadwyd yn ôl ar gyfer peiriannu dilynol. Mae cyfeiriadedd adeiladu nid yn unig yn effeithio ar ansawdd wyneb a chywirdeb dimensiwn ond hefyd yn pennu'n uniongyrchol faint o ddeunydd cymorth sydd ei angen ac anhawster triniaeth arwyneb ar ôl tynnu cefnogaeth. Ar gyfer dimensiynau critigol sy'n gofyn am ffit cydosod neu beiriannu dilynol, mae dylunwyr yn aml yn cadw lwfans peiriannu o tua 0.2-0.5 mm fel y gellir cyflawni goddefiannau terfynol trwy weithrediadau gorffen yn y cyfnod ôl-brosesu.

Mae'r model tri dimensiwn gorffenedig yn cael ei fewnforio i'r meddalwedd sleisio sy'n cyd-fynd â'r offer argraffu 3D. Mae'r meddalwedd sleisio'n perfformio prosesu'r model fesul haen yn unol ag egwyddorion gweithio a gofynion paramedr yr argraffydd 3D, gan gynhyrchu cyfres o ddata tafell dau ddimensiwn. Mae'r data hyn yn diffinio'r llwybr dyddodiad, trwch, a gwybodaeth arall ar gyfer pob haen o ddeunydd aloi alwminiwm.

Y tu hwnt i haenau sylfaenol, mae'r feddalwedd sleisio yn cyflawni sawl tasg hanfodol ar hyn o bryd. Y cyntaf yw cynhyrchu a optimeiddio strwythurau cymorth yn awtomatig: ar gyfer rhannau o'r model sy'n hongian drosodd neu'n serth, mae'r feddalwedd yn cyfrifo'n ddeallus ac yn ychwanegu'r gefnogaeth angenrheidiol sy'n sicrhau sefydlogrwydd wrth argraffu tra'n lleihau cyfaint cymorth i leihau'r anhawster o gael gwared ar ôl hynny a gwastraff deunydd. Yn ail yw gosod strategaethau llwybr sganio, gan gynnwys dilyniant a chyfeiriad sganio ffin gyfuchlin a sganio llenwi mewnol; mae'r paramedrau hyn yn dylanwadu'n uniongyrchol ar ddosbarthiad straen gweddilliol y tu mewn i'r rhan a'i briodweddau mecanyddol terfynol. Yn ogystal, rhaid i'r meddalwedd sleisio osod paramedrau trwch haen priodol yn ôl y math o offer. Yn gyffredinol, mae haenau teneuach yn cynhyrchu cywirdeb ffurfio uwch ac ansawdd wyneb ond maent yn ymestyn amser argraffu yn sylweddol, felly rhaid cael cydbwysedd rhwng gofynion manwl gywirdeb ac effeithlonrwydd cynhyrchu.

Mae argraffu aloi alwminiwm 3D fel arfer yn defnyddio powdrau aloi alwminiwm penodol fel deunyddiau crai. Rhaid i'r powdrau hyn feddu ar lifedd da, dosbarthiad maint gronynnau unffurf, a nodweddion eraill i sicrhau trawsgludiad llyfn a sintro yn ystod y broses argraffu.

Ar hyn o bryd, mae'r graddau powdr aloi alwminiwm a ddefnyddir fwyaf mewn diwydiant yn bennaf yn cynnwys AlSi10Mg, AlSi7Mg, a rhai systemau aloi alwminiwm cryfder uchel (fel Al-cyfres Cu a phowdrau aloi alwminiwm cyfres Al-Sc- cyfres Zr newydd). Yn eu plith, AlSi10Mg, gyda'i berfformiad cyffredinol da a'i system paramedr proses aeddfed, yw'r radd a ddefnyddir fwyaf eang ar hyn o bryd. Mae'n cynnig castability rhagorol a phriodweddau mecanyddol sefydlog, sy'n ei gwneud yn addas iawn ar gyfer argraffu rhannau strwythurol waliau tenau a chymhleth. Fel arfer mae'n ofynnol i sphericity powdr fod yn fwy na 95%, ac yn gyffredinol rheolir dosbarthiad maint gronynnau o fewn yr ystod o 15-53 μm; bydd powdrau sy'n rhy fras neu'n rhy fân yn effeithio ar unffurfiaeth lledaenu powdr a ffurfio ansawdd. Yn ogystal, mae powdrau aloi alwminiwm yn amsugno lleithder yn hawdd ac yn meddu ar rywfaint o fflamadwyedd. Yn ystod storio a defnyddio, rhaid rheoli lleithder amgylchynol yn llym a rhaid cymryd mesurau atal ffrwydrad a thân cyfatebol. Mae hwn yn bwynt o bwysigrwydd arbennig ar gyfer rheoli diogelwch mewn argraffu aloi alwminiwm 3D o'i gymharu ag argraffu metelau eraill.

Taenu powdr: Mae dyfais lledaenu powdr yr offer argraffu yn lledaenu haen denau o bowdr aloi alwminiwm yn unffurf ar y llwyfan adeiladu.

Sintro laser: Mae pelydr laser a reolir gan gyfrifiadur yn sintro haen y powdr taeniad yn ddetholus yn unol â'r llwybr a bennir gan y data tafell. Mae'r ynni laser yn toddi'n gyflym ac yn cadarnhau'r gronynnau powdr mewn rhanbarthau lleol, gan adeiladu'r solid tri dimensiwn sy'n cyfateb i'r model fesul haen.

Haen -gan-cronni haenau: Mae'r camau o wasgaru powdr a sintro laser yn cael eu hailadrodd, gan sintro'r powdr aloi alwminiwm gyda'i gilydd haen ar ôl haen nes bod y gydran gyfan wedi'i hargraffu.

Mewn cynhyrchu gwirioneddol, mae'r cam ffurfio yn cynnwys llawer o fanylion sy'n gofyn am reolaeth fanwl gywir. Oherwydd bod gan aloion alwminiwm adlewyrchedd laser cymharol uchel a dargludedd thermol, mae powdr aloi alwminiwm yn fwy tueddol o gael peli, mandylledd, a diffygion eraill wrth ffurfio na deunyddiau fel aloion titaniwm neu ddur di-staen. Felly fel arfer mae angen i weithgynhyrchwyr offer optimeiddio'n arbennig gyfuniadau o baramedrau proses-pŵer laser, cyflymder sganio, bylchau deor, ac ati - ar gyfer aloion alwminiwm. Rhaid cynnal y broses ffurfio gyfan hefyd y tu mewn i siambr wedi'i selio sydd wedi'i diogelu gan nwy anadweithiol fel argon, gyda chynnwys ocsigen yn cael ei reoli'n llym ar lefel hynod o isel (yn nodweddiadol o dan 100 ppm) i atal y powdr alwminiwm adweithiol iawn rhag ocsideiddio neu hyd yn oed ffrwydro ar dymheredd uchel. Yn ogystal, mae'r llwyfan adeiladu fel arfer yn cael ei gynhesu'n gymedrol ymlaen llaw i leihau straen gweddilliol a achosir gan raddiannau tymheredd gormodol y tu mewn i'r rhan ac i leihau'r tebygolrwydd o warping ac anffurfio yn ystod argraffu.

Ar ôl i'r argraffu gael ei gwblhau, efallai y bydd angen gweithrediadau postio prosesu penodol ar y rhan, megis tynnu powdr gweddilliol o'r wyneb, malu, sgleinio, a thriniaethau eraill i wella ansawdd a chywirdeb yr wyneb. Gellir defnyddio triniaeth wres a phrosesau eraill hefyd i wella perfformiad y gydran aloi alwminiwm ymhellach.

Yn benodol, mae postio rhannau printiedig aloi alwminiwm 3D 3D fel arfer yn cynnwys y camau canlynol. Yn gyntaf mae tynnu powdr a thynnu cymorth: rhaid glanhau powdr gweddilliol heb ei doddi y tu mewn i sianeli mewnol ac ar yr wyneb yn drylwyr, a rhaid cael gwared ar strwythurau cefnogi a ychwanegir yn ystod yr argraffu. Mae'r cam hwn yn arbennig o hanfodol ar gyfer rhannau â cheudodau mewnol cymhleth ac yn aml mae angen offer arbenigol fel tynnu powdr dirgryniad a glanhau llif aer. Yn ail mae triniaeth wres, gan gynnwys anelio lleddfu straen a thriniaeth heneiddio toddiant. Defnyddir anelio lleddfu straen yn bennaf i ddileu straen gweddilliol a gynhyrchir wrth argraffu ac i atal anffurfio neu gracio yn ystod defnydd neu beiriannu dilynol. Ar gyfer graddau fel AlSi10Mg, gall triniaeth heneiddio hydoddiant fireinio'r strwythur grawn ymhellach a gwella cryfder a hydwythedd y deunydd, gan ddod â phriodweddau mecanyddol yn agosach at, neu hyd yn oed yn rhagori ar rai rhannau aloi alwminiwm cast marw traddodiadol. Yn ogystal, ar gyfer cydrannau sy'n cario llwyth critigol sydd angen dwysedd uchel, gellir cynnal gwasgu isostatig poeth (HIP); mae'r amgylchedd tymheredd uchel, pwysedd uchel yn dileu diffygion mandylledd microsgopig y tu mewn i'r rhan ac yn gwella perfformiad blinder ymhellach. Yn olaf, yn unol â gofynion cymhwysiad penodol y rhan, mae peiriannu mecanyddol, sgwrio â thywod, anodizing, cotio, a thriniaethau arwyneb eraill yn cael eu cymhwyso i fodloni gofynion ar gyfer cywirdeb dimensiwn, ansawdd ymddangosiad, neu ymarferoldeb arbennig (fel ymwrthedd gwisgo, inswleiddio, neu estheteg).

Mewn penderfyniadau dethol gwirioneddol, yn aml mae angen i fentrau bwyso aloi alwminiwm printiedig 3D yn erbyn prosesau castio marw traddodiadol. Mae gan farw-gastio traddodiadol fantais sylweddol o ran cost o ran-gynhyrchu cyfaint uchel; mae cost uned yn gostwng yn gyflym wrth i gyfaint gynyddu. Fodd bynnag, mae angen datblygu mowldiau pwrpasol yn y cyfnod cynnar. Mae dylunio a gweithgynhyrchu llwydni fel arfer yn cymryd sawl wythnos neu hyd yn oed fisoedd, ac mae unrhyw newid dylunio yn aml yn golygu sgrapio'r mowld ac ail-fuddsoddi. Mewn cyferbyniad, nid oes angen mowldiau o gwbl ar aloion alwminiwm printiedig 3D; unwaith y bydd y ffeil dylunio wedi'i chadarnhau, gellir dechrau argraffu yn uniongyrchol. Mae'n arbennig o addas ar gyfer dilysu prototeip cyflym yn ystod datblygu cynnyrch newydd ac ar gyfer cynhyrchu cyfaint isel, cymhleth neu rannau wedi'u haddasu sy'n anodd eu ffurfio mewn un cam trwy gastio marw. Ar yr un pryd, gall argraffu 3D wireddu sianeli llif mewnol cymhleth, dellt, a strwythurau gwag sy'n anodd eu cyflawni gyda chastio marw, gan ddarparu mwy o le dylunio ar gyfer ysgafnhau cynnyrch ac integreiddio swyddogaethol.

Gan fanteisio ar ei fanteision o ran ysgafnhau a rhyddid dylunio, mae technoleg aloi alwminiwm printiedig 3D eisoes wedi dod o hyd i gymwysiadau ymarferol mewn sawl maes. Mewn awyrofod, defnyddir argraffu aloi alwminiwm 3D yn eang i gynhyrchu rhannau strwythurol UAV, cromfachau lloeren, a chydrannau eraill â gofynion lleihau pwysau llym. Mewn gweithgynhyrchu modurol, mae rhannau sianel llif cymhleth megis manifolds cymeriant a dŵr -amgylchiadau siaced ar gyfer rasio a cherbydau perfformiad uchel yn cael eu cynhyrchu'n gynyddol gan argraffu aloi alwminiwm integredig 3D, sy'n byrhau cylchoedd datblygu ac yn galluogi llif-dyluniadau optimeiddio sianeli na all prosesau traddodiadol eu cyflawni. Ym meysydd offer electronig a rheolaeth thermol, mae dargludedd thermol da aloion alwminiwm ynghyd â'r esgyll gwasgariad gwres cymhleth a'r strwythurau llif biomimetig y gall argraffu 3D eu gwireddu yn cael eu cymhwyso'n eang wrth weithgynhyrchu sinciau gwres a siambrau anwedd ar gyfer dyfeisiau electronig perfformiad uchel. Yn ogystal, mewn gweithgynhyrchu llwydni, defnyddir argraffu aloi alwminiwm 3D i gynhyrchu mewnosodiadau llwydni gyda sianeli oeri cydymffurfiad, gan leihau'r amserau oeri i bob pwrpas mewn mowldio chwistrellu neu farw-castio cynhyrchu a gwella effeithlonrwydd cynhyrchu.

Trwy gydlynu dylunio modelau, prosesu data, paratoi deunydd, argraffu/ffurfio, a phrosesu post yn agos, mae technoleg aloi alwminiwm argraffedig 3D yn darparu llwybr technegol effeithlon a hyblyg ar gyfer gweithgynhyrchu rhannau aloi alwminiwm ysgafn, cymhleth o strwythur. O'i gymharu â phrosesau castio a pheiriannu marw traddodiadol, mae'r dechnoleg hon yn dangos manteision unigryw mewn rhyddid dylunio, cylch datblygu, a chynhyrchu swp bach wedi'i deilwra. Er bod heriau yn parhau mewn costau cynhyrchu cyfaint uchel a rheolaethau manwl prosesau penodol, gyda'r dirywiad parhaus mewn costau deunydd powdr aloi alwminiwm a gwelliant parhaus systemau paramedr proses, disgwylir i aloion alwminiwm printiedig 3D gyflawni cymwysiadau mwy helaeth a dyfnach mewn awyrofod, gweithgynhyrchu modurol, rheoli thermol electronig, a llawer o feysydd eraill.