उच्च - सटीक यांत्रिक भागों के निर्माण में धातु 3 डी प्रिंटिंग कितना प्रभावी है?

1, तकनीकी सिद्धांत: लेयरिंग संचित स्ट्रिपिंग के माध्यम से जटिल संरचनाओं का मुफ्त मोड गठन।

मेटल 3 डी प्रिंटिंग का सार एक 3 डी डिजिटल मॉडल को सैकड़ों से हजारों 2 डी क्रॉस - अनुभागीय परतों में विभाजित करना है और उच्च - ऊर्जा बीम (लेजर या इलेक्ट्रॉन बीम जोड़ने या एक समय पर एक परत से एक परत से एक परिक्रमा को जोड़कर एक चयनात्मक जमने या पिघलने और ठोसीकरण को लागू करना है। तीन प्रमुख तकनीकी लाभ देने के लिए पारंपरिक घटाव विनिर्माण (मोड़, मिलिंग और पीस) और समान सामग्री निर्माण (कास्ट, जाली और वेल्डेड):

मोल्ड मुक्त निर्माण: आप सीधे भागों के छोटे बैचों का निर्माण कर सकते हैं और भागों के बड़े पैमाने पर उत्पादन का परीक्षण कर सकते हैं, और किसी भी मोल्ड की आवश्यकता नहीं है। पारंपरिक उद्योग में मोल्ड निर्माण चक्र कुछ महीनों से कुछ दिनों तक छोटा हो सकता है। लागत 80%से अधिक कम हो गई थी! उदाहरण के लिए, एक निश्चित एविएशन इंजन कंपनी टाइटेनियम मिश्र धातु ब्लेड का उत्पादन करने के लिए एसएलएम तकनीक का उपयोग करती है, जो मोल्ड की लागत को 1.2 मिलियन युआन से शून्य तक कम करती है और अनुसंधान और विकास चक्र को 65%तक कम कर देती है।

जटिल संरचना पर एक कदम मोल्डिंग: जटिल संरचनाओं जैसे कि जाली, अनुरूप शीतलन चैनल, टोपोलॉजी अनुकूलन कमी संरचनाओं का निर्माण कर सकते हैं, पारंपरिक विधि बनाने में असमर्थ हो सकती है। उदाहरण के लिए, एसएलएम का उपयोग जीई एविएशन को नं 20 को ढालने के लिए सक्षम कर रहा था जो कि लीप इंजन ईंधन नोजल में एक में संयुक्त रूप से संयुक्त है, जो 25% और 15% बेहतर ईंधन अर्थव्यवस्था के वजन में कमी में अनुवाद करता है।

सामग्री ग्रेडिएंट डिस्ट्रीब्यूशन कंट्रोल: मल्टी मटेरियल कम्पोजिट प्रिंटिंग की तकनीक के माध्यम से भाग के विभिन्न क्षेत्रों में कठोरता, गर्मी चालन, संक्षारण के प्रतिरोध और अन्य गुणों में ग्रेडिंग परिवर्तन किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक पर Nuke पावर वाल्व निर्माता FGM (कार्यात्मक ढाल सामग्री) मुद्रण तकनीक को अपनाता है, जो कि वियर - को बेहतर बनाने के लिए वाल्व सीलिंग सतह का प्रतिरोध 3 बार शरीर के मुख्य रूप से बढ़ते वजन के साथ होता है।

2, सटीक नियंत्रण: माइक्रोन से नैनोमीटर तक तोड़फोड़

उच्च - सटीक यांत्रिक भागों की कठिनाई आयामी सटीकता, सतह खुरदरापन और रूप सहिष्णुता और स्थिति सहिष्णुता को ठीक से नियंत्रित करना है। की सटीकता में एक छलांग प्राप्त करनाधातु 3 डी मुद्रणनिम्नलिखित तकनीकी दिशाओं के माध्यम से संभव है:

हार्डवेयर सटीकता सुधार:

स्पॉट व्यास नियंत्रण: आधुनिक एसएलएम उपकरण में एक गतिशील फोकस लेजर सिस्टम होता है, और स्पॉट व्यास को 50 - 100 मीटर की सीमा में सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, जो पुराने उपकरणों की तुलना में 40% बेहतर है। जैसे, 12 लेजर क्लैंपिंग स्कैनिंग तकनीक प्लैटिनम बीएलटी-एस 800 पौधों पर साबित हुई, जिसमें खुरदरापन के माइक्राफ्ट के स्तर पर विमान इंजन के ब्लेड के निर्माण की सटीकता के साथ 3.2 माइक्रोन के बराबर या उससे कम।

गति प्रणाली की स्थितिगत सटीकता: रैखिक मोटर और झंझरी शासक बंद - लूप नियंत्रण प्रणाली का उपयोग 2 माइक्रोन के भीतर की स्थिति त्रुटि को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। फॉर्म और स्थिति की विश्वसनीयता और प्रजनन क्षमता ren 0.01 मिमी है, जो कि रेनिशॉ AM400 प्रक्रिया के लिए चिकित्सा उपकरणों के लिए प्रत्यारोपण के परिणामस्वरूप होती है जो चिकित्सा मानक आईएसओ 13485 के अनुसार 100% स्थिर और विश्वसनीय हैं।

प्रक्रिया पैरामीटर अनुकूलन:

उपन्यास स्कैनिंग पैटर्न: चेकरबोर्ड और सर्पिल पैटर्न का उपयोग थर्मल तनाव से संबंधित विरूपण को कम करने के प्रयास में निरंतर पैटर्न के बजाय उपयोग किया जाता है। यह एक विशिष्ट ऑटोमोबाइल पार्ट्स निर्माता द्वारा सूचित किया गया है कि एल्यूमीनियम मिश्र धातु ब्रैकेट के वारपेज विरूपण स्तर को 0.5 मिमी से 0.1 मिमी तक सुधार किया गया है, उनकी विकसित स्कैनिंग रणनीति को लागू करके।

परत की मोटाई: एक अल्ट्राफाइन लेयर मोटाई (20-30 माइक्रोन) के साथ प्रिंट करने में सक्षम होने की संभावना छोटे आयामी के कुछ हिस्सों का उत्पादन कर सकती है; एक त्रुटिहीन सतह खत्म के साथ। टाइटेनियम मिश्र धातु के आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण को छपाते समय, ईओएस एम 400-4 उपकरण ने 25 μ मीटर की परत की मोटाई को अपनाया है, जिसकी सतह खुरदरापन आरए 6 μ मीटर से 1.8 μ मीटर तक कम हो जाता है, जो कि पॉलिशिंग स्तर के करीब हैं।

पोस्ट प्रोसेसिंग टेक्नोलॉजी इंटीग्रेशन:

हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (हिप): यह 1200 डिग्री के उच्च तापमान और 150mpa के उच्च दबाव पर भागों में आंतरिक छिद्रों को हटा देता है, ताकि भागों का घनत्व 99.2% से बढ़कर 99.95% हो जाए; एक निश्चित विमानन संरचनात्मक घटक संयंत्र में हिप प्रौद्योगिकी के आवेदन के बाद विमानन संरचनात्मक भाग के थकान जीवन को तीन बार बढ़ाया गया था।

इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग (ईसीपी) - एक नैनोस्मूथ सतह का उत्पादन करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक माइक्रो नक़्क़ाशी द्वारा सतह की एस्परिटी का उन्मूलन। अभ्यास के अनुसार, स्टेनलेस स्टील कैविटी की सतह खुरदरापन आरए ईसीपी तकनीक द्वारा 0.4 μ मीटर से 0.05 μ मीटर तक एक निश्चित अर्धचालक उपकरण कंपनी तक कम कर दिया जाता है, जो वैक्यूम सीलिंग आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।

3, एकल धातुओं से समग्र सामग्री 3.1 सामग्री अनुकूलनशीलता तक का विकास

उच्च परिशुद्धता यांत्रिक भागों को विविध भौतिक गुणों की आवश्यकता होती है, और धातु 3 डी प्रिंटिंग ने सामान्य धातुओं, उच्च तापमान मिश्र धातुओं, हल्के धातु मिश्र धातुओं, बायोमेडिकल धातुओं से कवरेज का एहसास किया है क्योंकि यह आवश्यक है)।

टाइटेनियम मिश्र: TI6AL4V AWE में 4.43g/सेमी of के कम घनत्व के साथ 890 MPA की उच्च शक्ति मिलान है और महान बायोकंपैटिबिलिटी दिखाती है, इस प्रकार एयरोस्पेस और दवा में एक मौलिक सामग्री बन जाती है। एक आर्थोपेडिक इम्प्लांट निर्माता ने कूल्हे संयुक्त कृत्रिम अंग के निर्माण के लिए ईबीएसएम तकनीक को लागू किया, हड्डी के ऊतकों के साथ बॉन्डिंग स्ट्रेंथ को 40 % और पोस्ट - ऑपरेशन पुनर्वास अवधि में 30 % तक कम कर दिया गया।

9 निकेल आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु 718 में 650 डिग्री पर उच्च शक्ति (तन्यता ताकत 1034mpa है) है। इसका व्यापक रूप से गैस टरबाइन ब्लेड के लिए उपयोग किया गया है। एक ऊर्जा कंपनी अब तक 3 डी प्रिंट गैस टरबाइन ब्लेड के रूप में जाती है, एसएलएम के साथ सिर्फ 0.8 मिमी के कूलिंग चैनल डायमेट को जोड़ते हुए, कास्ट समकक्षों पर कुछ 30% की बढ़ी हुई शीतलन की पेशकश की जाती है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातु: Alsi10mg का उपयोग कम घनत्व (2.7 g/cm the) और बेहतर कास्टिंग गुणों के कारण ऑटोमोटिव लाइटवेट में व्यापक रूप से किया गया है। एनर्जी व्हीकल कंपनी Scalalloy® का उपयोग करती है ® नई प्रिंटेड रेसिंग फेंडर/Scalalloy® में एक ताकत है जो पारंपरिक एल्यूमीनियम मिश्र धातु की तुलना में 50% अधिक है, और एक जटिल वायुगतिकीय सतह पूरी तरह से बनती है।

मल्टी मटेरियल कम्पोजिट: मेटल सिरेमिक पॉलिमर कंपोजिट्स मटेरियल को नैनोपार्टिकल जेटिंग (एनपीजे) तकनीक को नियोजित करके ढाल के साथ मुद्रित किया जा सकता है। एक फोटोवोल्टिक कंपनी ने एक वैकल्पिक सामग्री के रूप में चांदी के पेस्ट को बदलने के लिए एनपीजे तकनीक का उपयोग किया, जिसने हेटेरोजंक्शन कोशिकाओं में उपयोग की जाने वाली चांदी की मात्रा को 130mg/शीट से 50mg/शीट तक कम कर दिया और प्रति वाट की लागत को 0.12 युआन से कम कर दिया।

4, औद्योगिक अनुप्रयोग: प्रयोगशाला से औद्योगिक उपयोग तक

प्रोटोटाइप विनिर्माण से बड़े पैमाने पर उत्पादन तक, धातु 3 डी प्रिंटिंग तकनीक ने कई उच्च - अंतिम फ़ील्ड में व्यावसायिक सफलता हासिल की है

एरोनॉटिक्स: 3 डी प्रिंटेड टाइटेनियम मिश्र धातु ब्रैकेट एयरबस ए 350 एक्सडब्ल्यूबी विमान में लागू होते हैं, और पंखों और पंखों पर धड़ के बीच कनेक्शन की ताकत 25%बढ़ गई है; COMAC C919 फिनिशिंग विंग एज स्ट्रिप को SLM तकनीक के माध्यम से सिंगल पीस इंटीग्रेटेड मोल्डिंग का एहसास होता है, और सामग्री उपयोग दर 15% से बढ़कर 92% हो गई है।

ऑटोमोटिव मैन्युफैक्चरिंग: बीएमडब्ल्यू ग्रुप 3 डी प्रिंट इलेक्ट्रिक वाहन मोटर हाउसिंग के लिए WAAM तकनीक का उपयोग करता है, वजन में कमी 40% है, गर्मी अपव्यय 15% अधिक कुशल है; टेस्ला मॉडल वाई रियर पैनल 6000T इंटीग्रेटेड डाई - कास्टिंग + 3 डी प्रिंटिंग इन्सर्ट टेक्नोलॉजी, 70 में 70, उत्पादन चक्र का समय 90 सेकंड प्रति टुकड़ा तक लंबा हो गया है।

मेडिकल डिवाइस: 3 डी प्रिंटेड पोरस मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु इंटरवर्टेब्रल फ्यूजन डिवाइस, जिसमें जॉनसन एंड जॉनसन डेप्यू सिंथेस के 80% की एक पोरसिटी के साथ हड्डी कोशिकाओं की विकास दर में तीन बार तेजी आ सकती है; सीमेंस हेल्थिनेर्स की 3 डी प्रिंटेड कोबाल्ट क्रोमियम मिश्र धातु का दिल स्टेंट दीवार केवल 0.15 मिमी की मोटाई के साथ पारंपरिक लेजर कटिंग तकनीक की तुलना में 40% अधिक है।