Jadikan Paduan Titanium Lebih Kuat - Lima Teknologi Pencetakan 3D Logam Utama

Saat ini, dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, teknologi pencetakan 3D logam dengan keunggulan manufaktur jangka pendek, manufaktur sesuai permintaan, dan pembuatan prototipe cepat membuat banyak hal yang tidak mungkin menjadi mungkin.

Saat ini, terdapat lima teknologi pencetakan 3D logam utama yang ada di pasaran: sintering selektif laser (SLS), pembentukan logam jet nanopartikel (NPJ), peleburan selektif laser (SLM), pembentukan laser dekat jaring (LENS), dan peleburan selektif berkas elektron ( teknologi EBSM). Di bawah ini saya akan memperkenalkan dasarnya

c prinsip kerja dari lima teknologi pencetakan 3D logam ini.

Prinsip kerja: lapisan bahan bubuk diletakkan di meja kerja terlebih dahulu, dan laser mensinter bagian padat bubuk di bawah kendali komputer sesuai dengan informasi kontur antarmuka, dan kemudian bersirkulasi terus menerus dan menumpuk lapis demi lapis hingga terbentuk.

Metode SLS menggunakan laser infra merah sebagai energinya, dan bahan pemodelan yang digunakan sebagian besar adalah bahan bubuk. Selama pemrosesan, bubuk pertama-tama dipanaskan terlebih dahulu hingga suhu sedikit lebih rendah dari titik lelehnya, dan kemudian bubuk tersebut diratakan di bawah aksi tongkat perata; sinar laser disinter secara selektif sesuai dengan informasi penampang berlapis di bawah kendali komputer, dan lapisan berikutnya disinter setelah satu lapisan selesai, dan siklus ini diulangi, lapis demi lapis, hingga bagian tiga dimensi terbentuk. Terakhir, bubuk yang tidak disinter didaur ulang ke dalam silinder bubuk dan bagian cetakan dikeluarkan.

Karena metode pencetakan ini memiliki karakteristik proses pembuatan yang sederhana, fleksibilitas tinggi, pemilihan material yang luas, harga material yang murah, biaya rendah, tingkat pemanfaatan material yang tinggi, dan kecepatan pencetakan yang cepat, maka metode ini terutama digunakan dalam industri pengecoran dan dapat digunakan. untuk langsung membuat cetakan cepat.

Prinsip kerja: Pertama, logam dimasukkan ke dalam printer 3D dalam bentuk cairan, dan cairan yang mengandung nanopartikel logam digunakan untuk cetakan injeksi selama pencetakan. Kemudian kelebihan cairan diuapkan dengan pemanasan hingga meninggalkan bagian logam, dan terakhir pencetakan diselesaikan dengan sintering suhu rendah.

Metode pencetakan ini dapat menggunakan kepala cetak inkjet biasa sebagai alatnya, dan struktur pendukungnya dapat dicairkan dan dilepas dengan teknologi khusus tanpa adanya kekuatan eksternal. Karena dihilangkan dengan cara peleburan, secara teori dapat ditambahkan tanpa batas, sehingga memberikan kebebasan yang lebih besar kepada desainer. Selain material logam, terobosannya dalam teknologi keramik telah memperluas penerapannya pada kedokteran gigi, kedokteran, dan bidang industri tertentu.

Prinsip kerja: Gunakan sinar laser berenergi tinggi untuk melelehkan bubuk paduan logam pada penampang dua dimensi setelah mengiris model tiga dimensi, dan mencetak struktur kompleks dan bagian logam apa pun dengan kepadatan hampir 100% lapis demi lapis dari dari bawah ke atas.

Teknologi SLM terutama menggunakan perangkat lunak tiga dimensi CAD untuk merancang model tiga dimensi dan mengekspornya ke format file yang dapat dikenali oleh perangkat lunak pengiris; mengiris model tiga dimensi dan menambahkan dukungan serta pemrosesan lapisan untuk mendapatkan data kontur penampang model tiga dimensi; menggunakan perangkat lunak perencanaan jalur untuk memindai data kontur, mengimpor data jalur yang direncanakan ke dalam peralatan SLM, dan komputer industri mengontrol pemilihan sinar laser sesuai dengan jalur pemindaian setiap lapisan kontur untuk melelehkan bubuk paduan logam lapis demi lapis , dan susun lapis demi lapis menjadi entitas bagian logam tiga dimensi yang padat.

Keunggulan teknologi SLM adalah pemanfaatan material yang tinggi, akurasi dimensi yang tinggi dari bagian logam yang diproduksi, dan desain yang bebas. Keterbatasannya adalah biaya komponen peralatan yang tinggi, ketidakmampuan untuk mencapai produksi massal, dan standar yang tidak konsisten untuk bubuk paduan logam yang diperlukan untuk pemrosesan. Oleh karena itu, SLM terutama digunakan di bidang kedirgantaraan, biomedis, dan bidang lainnya, serta cocok untuk pembuatan komponen logam berharga dan sulit diproses seperti paduan titanium dan paduan nikel.

Prinsip kerja: Komputer mengiris model CAD tiga dimensi suatu bagian menjadi beberapa lapisan untuk mendapatkan data kontur bidang dua dimensi dari bagian tersebut, dan mengubah data kontur tersebut menjadi lintasan gerak meja kerja CNC. Pada saat yang sama, bubuk logam dimasukkan ke area fokus laser pada kecepatan pasokan bubuk tertentu, dan dengan cepat meleleh dan mengeras. Melalui superposisi berlapis titik, garis, dan permukaan, bagian logam berbentuk jaring tiga dimensi akhirnya terbentuk.

LENS dapat mewujudkan pembuatan komponen logam tanpa cetakan. Bagian yang dibentuk memiliki jaringan padat, karakteristik peleburan cepat yang jelas, sifat mekanik yang tinggi, dan dapat mewujudkan pembuatan bagian bahan yang tidak homogen dan gradien serta pemrosesan bagian logam berkekuatan tinggi seperti paduan titanium.

Prinsip kerja: Pertama, model CAD tiga dimensi dari bagian tersebut diiris dan dilapis, dan data diskrit yang diperoleh dimasukkan ke dalam sistem pembentuk. Setelah pemanasan awal dalam sistem pembentuk, berkas elektron akan melelehkan bubuk yang telah diletakkan sebelumnya di meja kerja sesuai dengan data CAD bagian tersebut. Setelah satu lapisan pemrosesan selesai, meja kerja akan turun satu lapisan ketebalannya, dan kemudian lapisan bubuk berikutnya akan diletakkan dan dicairkan. Pada saat yang sama, lapisan baru yang meleleh akan menyatu dengan lapisan sebelumnya. Proses ini diulangi, lapis demi lapis, dan bagian tiga dimensi langsung terbentuk.

Teknologi EBDM memiliki keunggulan kecepatan pemrosesan yang cepat, pemanfaatan energi yang tinggi, polusi vakum yang rendah, tegangan sisa komponen yang rendah, dan tidak adanya refleksi. Ini sangat cocok untuk pembentukan langsung bahan logam aktif, tahan api, dan rapuh, dan memiliki prospek luas di bidang luar angkasa, biomedis, cetakan otomotif, dan bidang lainnya.