5 rodzajów Drukowanie 3D w metalu Procesy i ich materiały

Druk 3D w metalu, czyli produkcja addytywna, odmienił branżę produkcyjną i prototypowania, umożliwiając wytwarzanie złożonych, wysokowydajnych części metalowych. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod, które polegają na wycinaniu materiału, druk 3D z metalu buduje części warstwa po warstwie, umożliwiając wyższy poziom precyzji i swobody projektowania. Z wieloma różnymi procesów druku 3D z metalu firmy mogą teraz produkować metalowe części i komponenty dostosowane do potrzeb branż od lotniczej po motoryzacyjną. W tym artykule omówionych zostanie pięć popularnych rodzajów procesów druku 3D z metalu wraz z materiałami stosowanymi w każdym z nich.

1. Selektywne topienie laserowe (SLM)

Jedną z najpopularniejszych metod w kategorii druku 3D z metalu jest selektywne topienie laserowe. Polega ona na topieniu proszku metalowego za pomocą lasera o dużej mocy w celu wytworzenia końcowej części warstwa po warstwie. SLM oferuje bardzo szczegółowe części, które są bardzo wytrzymałe i mają imponującą wydajność mechaniczną.

Materiały: Tak wiele metali, jak stop tytanu, stal nierdzewna, aluminium i Inconel, jest zwykle używanych w SLM. Takie proszki metali charakteryzują się wyjątkowym stosunkiem wytrzymałości do masy w połączeniu z odpornością na wysokie temperatury; dlatego też metale te są idealne dla przemysłu lotniczego i motoryzacyjnego.

SLM najlepiej nadaje się do niestandardowego druku 3D z metalu, ponieważ pozwala na wytwarzanie projektów o złożonej geometrii, które byłyby zbyt trudne lub nawet niemożliwe do osiągnięcia przy użyciu konwencjonalnych technik produkcyjnych. Dlatego też, jeśli potrzebujesz części, które są specyficzne, SLM jest atrakcyjnym rozwiązaniem, ponieważ minimalizuje koszty oprzyrządowania i skraca czas wprowadzania produktów na rynek.

2. Topienie wiązką elektronów (EBM)

EBM lub Electron Beam Melting to metoda topienia w złożu proszku podobna do SLM, w której zamiast lasera do topienia proszku metalu używana jest wiązka elektronów. Proces ten jest stosowany głównie do produkcji części w sektorze lotniczym, medycznym i obronnym, ponieważ umożliwia wytwarzanie części o dużej gęstości i wysokiej wydajności.

Materiały: EBM jest zwykle stosowany do stopów tytanu, takich jak Ti-6Al-4V, które są preferowane ze względu na ich wytrzymałość, niską wagę i biokompatybilność. Oznacza to, że metoda ta może być szczególnie przydatna w przypadku niestandardowej obróbki części, w których tytan jest wymagany ze względu na swoje specjalne właściwości. Części wykonane pod wiązką elektronów mają wysoką gęstość i są wolne od utleniania, co zwiększa wytrzymałość dzięki wysokoenergetycznej wiązce elektronów działającej w próżni. Mniejsze naprężenia szczątkowe, które są najważniejsze w przemyśle ciężkim, to kolejna dodatkowa zaleta produkcji za pomocą EBM.

3. Bezpośrednie osadzanie energii (DED)

Termin Direct Energy Deposition (DED) zasadniczo odnosi się do formy druku 3D z metalu, w której przetapianie metalowego surowca na podłoże odbywa się za pomocą skupionego źródła energii, takiego jak laser lub wiązka elektronów. Rzeczywiście, taki proces jest uważany za niezwykle elastyczny, dzięki czemu części mogą być w dużym stopniu dostosowywane, naprawiane lub modyfikowane.

Materiały: Różne materiały mogą być przetwarzane w DED, w tym stale nierdzewne, stopy tytanu, Inconel i stopy kobaltowo-chromowe. Materiały te są powszechnie wybierane ze względu na ich odporność na korozję i ciepło oraz właściwości mechaniczne.

Ponadto DED jest często wykorzystywany do obróbki niestandardowej, ponieważ dodaje materiał do istniejących komponentów w celu naprawy i/lub modyfikacji projektu, omijając jednocześnie wymóg całkowitej ponownej produkcji.

4. Binder Jetting

Binder Jetting jest definiowany jako druku 3D z metalu w którym ciekłe spoiwo jest selektywnie nakładane na proszek metalowy w celu utworzenia części. Po wydrukowaniu całej części jest ona umieszczana w piecu w celu spiekania, dzięki czemu cząsteczki metalu łączą się, tworząc stałą strukturę. Jest on zwykle używany do niskich i średnich serii produkcyjnych.

Materiały: Niektóre z najpopularniejszych materiałów do drukowania strumieniowego to stal nierdzewna, miedź i stal narzędziowa, a wybór materiału jest bardzo często podyktowany potrzebą uzyskania mniej obciążonych, ale mocnych i trwałych komponentów pod dużym obciążeniem.

Na przykład, jedną z zalet technologii binder jetting, gdy jest ona stosowana do usług druku 3D z metalu jest możliwość drukowania części o złożonej geometrii. Takie cechy zapewniają, że branże nie muszą przechodzić przez kłopoty związane z wykonywaniem niestandardowych części dla małych serii prototypowych lub niskich wielkości produkcji.

5. Wytłaczanie metalu (modelowanie osadzania topionego metalu)

Wytłaczanie metalu lub modelowanie osadzania stopionego metalu (FDM) jest takie samo jak zwykłe plastikowe FDM, z tym wyjątkiem, że zamiast włókien termoplastycznych stosowane są włókna metalowe. Włókna te są mieszaniną proszków metalowych i środków wiążących i są wytłaczane przez podgrzewaną dyszę, warstwa po warstwie, w celu uzyskania pożądanej części.

Materiały: Wytłaczanie metalu może być przeprowadzane na różnych materiałach, takich jak stal nierdzewna, brąz i aluminium. Materiały są często kompromisem między wymaganiami części (wytrzymałość, plastyczność i koszt). W przypadku tej metody powszechne jest niestandardowe drukowanie 3D z metalu na potrzeby produkcji niskoseryjnej lub części do wykorzystania w obróbce końcowej. Metoda wytłaczania metalu oferuje również produkcję na dużą skalę, co czyni ją elastycznym wyborem dla firm świadczących usługi druku 3D z metalu.

Podsumowanie

Podczas gdy SLM, EBM, DED, Binder Jetting i Metal Extrusion przetwarzają metale do zastosowań 3D, każda z nich ma swoje unikalne zalety, biorąc pod uwagę właściwości materiału, złożoność części i zastosowania końcowe. Jeśli chcesz produkować niestandardowe części obrabiane do zastosowań w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym lub medycznym, okazało się, że druk 3D z metalu może być obecnie wykorzystywany do osiągnięcia elastyczności i wysokiej precyzji, której oczekuje się od nowoczesnej produkcji. Skontaktuj się z nami, aby uzyskać odpowiednią metodę druku 3D i materiał do produkcji wysokowydajnych części do konkretnych zastosowań.

Wycena