मेटल 3डी प्रिंटिंग सांचों की उच्च परिशुद्धता कैसे प्राप्त कर सकती है?

दूसरा, तकनीकी सिद्धांत: सूक्ष्म पिघल पूल से मैक्रो सटीकता, सटीक नियंत्रण तक
धातु 3डी प्रिंटिंग के पीछे मुख्य विचार उच्च ऊर्जा ताप स्रोतों का उपयोग करके धातु पाउडर को परत दर परत पिघलाना है। इससे डिजिटल मॉडल से सीधे वास्तविक भागों तक जाना संभव हो जाता है। उदाहरण के लिए, लेजर सेलेक्टिव मेल्टिंग (एसएलएम) तकनीक के लिए प्रक्रिया प्रवाह के चार मुख्य चरण हैं:
पाउडर फैलाना: एक द्विदिश खुरचनी तंत्र धातु पाउडर को कार्यक्षेत्र में समान रूप से फैलाता है। कोटिंग की मोटाई को 5 और 50 माइक्रोन के बीच बहुत सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, जो माइक्रोमीटर स्तर की सटीकता के लिए आधार प्रदान करता है।
लेज़र स्कैनिंग: एक f{0}}थीटा लेंस एक 200W फ़ाइबर लेज़र से उच्च{1}}ऊर्जा किरण को केंद्रित करके एक ऐसा स्थान बनाता है जिसका व्यास 100 μm से कम होता है। पाउडर को पूर्वनिर्धारित पथ के साथ 3000 मिमी/सेकेंड की गति से पिघलाया जाता है, और पिघले हुए पूल की चौड़ाई स्पॉट के व्यास से लगभग दो से तीन गुना होती है।
परत दर परत स्टैकिंग: प्रत्येक परत के पिघलने के बाद, कार्यक्षेत्र एक परत की ऊंचाई से नीचे चला जाता है, और पाउडर बिछाने की पिघलने की प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक परत दर परत स्टैकिंग द्वारा तीन आयामी ठोस गठन प्राप्त नहीं हो जाता।
वातावरण को नियंत्रित करें: मोल्डिंग चैंबर को ऐसी अक्रिय गैस से भरा रखें जिसमें 0.1% से कम ऑक्सीजन हो। यह धातु को ऑक्सीकरण होने से रोकेगा और सामग्री का प्रदर्शन स्थिर रखेगा।
परत दर परत पिघलाने की यह विधि साँचे के अंदर जटिल आकृतियाँ बनाना संभव बनाती है जिन पर पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके काम करना कठिन होता है। उदाहरण के लिए, प्लैटिनम बीएलटी - एस400 उपकरण मल्टी {{8} लेजर सहयोगात्मक स्कैनिंग के माध्यम से 400 × 300 × 400 मिमी ³ के मोल्डिंग आकार के लिए न्यूनतम फीचर आकार को 100 μ मीटर के भीतर और मूल सतह खुरदरापन रा को 8 μ मीटर के भीतर नियंत्रित कर सकता है। यह बहुत उच्च सटीकता के साथ सांचे बनाने के लिए हार्डवेयर समर्थन देता है।
2, प्रौद्योगिकी का उपयोग करके सटीकता में सुधार करने के चार मुख्य तरीके
1. एक लचीला शीतलन चैनल जो गर्मी को समान रूप से फैलाने से लेकर सटीक तापमान नियंत्रण तक जाता है
विशिष्ट मोल्ड शीतलन प्रणाली सीधे छेद या ड्रिलिंग प्रौद्योगिकियों का उपयोग करती है, और शीतलन जल सर्किट की व्यवस्था सीमित है। इससे आसानी से मोल्ड में असमान तापमान वितरण हो सकता है, जिससे उत्पाद विरूपण और सिकुड़न जैसी समस्याएं हो सकती हैं। मेटल 3डी प्रिंटिंग तकनीक ने इस बाधा को तोड़ दिया है। टोपोलॉजी अनुकूलन डिज़ाइन के साथ, एक अनुरूप शीतलन चैनल जो मोल्ड गुहा के आकार को पूरी तरह से फिट करता है, मोल्ड के अंदर बनाया जा सकता है।
प्लैटिनम टेक्नोलॉजी कूलिंग वॉटर चैनल को 2-3 मिमी व्यास और वॉटर चैनल के बीच 5-8 मिमी की दूरी बनाने के लिए BLT-18Ni300 मोल्ड स्टील और 3D प्रिंटिंग का उपयोग करती है। इससे ठंडा करने वाला तरल सीधे उच्च तापमान वाले क्षेत्रों को प्रभावित करता है। प्रायोगिक आंकड़ों से संकेत मिलता है कि बेहतर शीतलन प्रणाली पारंपरिक प्रक्रियाओं में मोल्ड की सतह के तापमान के अंतर को 15-20 डिग्री से घटाकर 5 डिग्री से कम कर सकती है, इंजेक्शन मोल्डिंग चक्र को 15% -30% तक कम कर सकती है, और उत्पाद की उपज को 10% से अधिक बढ़ा सकती है।
2. हल्की संरचना: सामग्री को हटाने से लेकर संरचना को बेहतर बनाने तक
पुराने ढंग से साँचे बनाते समय, अनावश्यक सामग्री को यांत्रिक प्रसंस्करण द्वारा हटा दिया जाता है। इससे संसाधनों की लागत आती है और जटिल आंतरिक संरचनाएँ बनाना कठिन हो जाता है। टोपोलॉजी अनुकूलन विधियों का उपयोग करते हुए, धातु 3डी प्रिंटिंग मोल्ड को मजबूत रखते हुए उन तत्वों को सटीक रूप से हटा सकती है जिनकी आवश्यकता नहीं है, जिससे एक हल्के डिजाइन का निर्माण होता है।
उदाहरण के लिए, कार के हिस्से के लिए एक सांचा बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करने के बाद, वजन में 35% की कटौती हुई और सामग्री की लागत में 28% की कटौती हुई। साथ ही, हल्का डिज़ाइन साँचे को कम भारी बनाता है, साँचे को बदलने में लगने वाले समय को 40% तक कम कर देता है, और उत्पादन क्षमता में काफी वृद्धि करता है। गैर-भार वाले अनुभागों को जाली संरचनाओं से भरकर, कठोरता खोए बिना वजन को और कम किया जा सकता है। यह साँचे को हल्का बनाने का एक नया तरीका है।
3. जटिल कार्य एकीकरण: एक संरचना से अनेक कार्यों तक
मेटल 3डी प्रिंटिंग में स्तरित विनिर्माण विशेषताएं हैं जो कई कार्यात्मक संरचनाओं को सांचों में संयोजित करना संभव बनाती हैं। उदाहरण के लिए, इंजेक्शन मोल्ड्स में, इजेक्टर मैकेनिज्म, स्लाइडर, कूलिंग वॉटर सर्किट और अन्य हिस्सों को असेंबली को आसान बनाने और गलत होने की संभावना कम करने के लिए एक हिस्से में जोड़ा जा सकता है। मेडिकल मोल्ड परिदृश्य में, 3डी प्रिंटिंग ने वह मोल्ड बनाया जिसे 12 भागों की आवश्यकता होती थी, जिसे केवल 2 भागों में एक साथ रखा जाता था। इससे सांचे को एक साथ रखने में लगने वाला समय 8 घंटे से घटकर 1.5 घंटे रह गया और आयामी सहनशीलता ± 0.02 मिमी के भीतर बनी रही।
4. सामग्री में नवाचार: सार्वभौमिक मिश्र धातु से लेकर कस्टम सामग्री तक
मेटल 3डी प्रिंटिंग स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम मिश्र धातु, टाइटेनियम मिश्र धातु और निकल आधारित मिश्र धातु सहित सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ काम कर सकती है। यह पाउडर की संरचना को बदलकर सामग्री के गुणों को भी बदल सकता है। उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस उद्योग में, इनकोनेल 718, जो एक निकल आधारित मिश्र धातु है, से बने सांचे 650 डिग्री तक के तापमान पर भी मजबूत बने रह सकते हैं और जंग का प्रतिरोध कर सकते हैं, जो कि बहुत कठिन कामकाजी परिस्थितियों के लिए आवश्यक है। चिकित्सा क्षेत्र में, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सरंध्रता (30-70% परिवर्तनशील) और छिद्र आकार (200-600 μ मीटर) का प्रबंधन करने से प्रत्यारोपण और मानव हड्डियों को एक साथ बेहतर काम करने में मदद मिल सकती है, जिससे सर्जरी अधिक सफल हो सकती है।
3, पोस्ट प्रोसेसिंग के लिए प्रौद्योगिकी: रफ मोल्डिंग से लेकर पूर्ण सटीकता तक
भले ही धातु 3डी प्रिंटिंग की मूल गठन परिशुद्धता माइक्रोमीटर स्तर पर है, फिर भी मोल्ड सतह की गुणवत्ता, आयामी सटीकता और अन्य चीजों के लिए कड़े मानकों को पूरा करने के लिए पोस्ट {{1}प्रसंस्करण तकनीक को अभी भी जोड़ने की आवश्यकता है।
ताप उपचार एक ऐसी प्रक्रिया है जो अवशिष्ट तनाव से छुटकारा दिलाती है और सामग्रियों की सूक्ष्म संरचना में सुधार करती है। कुछ उदाहरण समाधान एनीलिंग और आयु उपचार हैं। उदाहरण के लिए, H13 टूल स्टील की कठोरता 1050 डिग्री पर समाधान उपचार और 620 डिग्री पर उम्र बढ़ने के उपचार के बाद 38HRC से 52HRC तक जा सकती है। इसकी पहनने की प्रतिरोधक क्षमता भी काफी बेहतर हो जाती है।
सतह का उपचार: सतह को बेहतर बनाने के लिए सैंडब्लास्टिंग, पॉलिशिंग, इलेक्ट्रोप्लेटिंग और अन्य तरीकों का उपयोग किया जाता है। यांत्रिक पॉलिशिंग के माध्यम से, एक निश्चित सटीक मोल्ड केस की सतह का खुरदरापन Ra8 μm से कम होकर Ra0.4 μm हो गया। यह ऑप्टिकल ग्रेड उत्पादों के लिए इंजेक्शन मोल्डिंग मानकों को पूरा करता है।
परिशुद्धता मशीनिंग: सख्त आकार सहनशीलता के साथ महत्वपूर्ण वस्तुओं की सीएनसी मिलिंग या ईडीएम मशीनिंग। उदाहरण के लिए, एक निश्चित कनेक्टर मोल्ड 3डी प्रिंटिंग और सीएनसी मिश्रित विनिर्माण दोनों का उपयोग करके बनाया जाता है, और मेटिंग क्लीयरेंस 0.005 मिमी के भीतर रखा जाता है, जो दुनिया में उच्चतम स्तर है।