Koji su uobičajeni načini podrške metalnom 3D štampanju?

一, Tradicionalna mehanička podrška: pronalaženje ravnoteže između oštećenja i efikasnosti
1. Ručno rastavljanje alata: lako, ali opasno
Za elementarne geometrijske elemente ljudi još uvijek uglavnom koriste ručne instrumente poput kliješta i pinceta. Na primjer, dok štampa radno kolo od legure titanijuma, operater mora polako da odlepi duž linije gde se spajaju oslonac i sekcije. Međutim, ovaj proces ima neke velike probleme:
Koncentracija naprezanja na mjestu kontakta: Alati mogu lako uzrokovati deformaciju ili čak lomljenje tankih{0}}konstrukcija sa tankim zidovima ili konzolnim konstrukcijama kada ih opterećuju. U jednoj situaciji koja je uključivala injektor goriva avio-motora, ručno oduzimanje oslonca izazvalo je mikropukotine na području debljine zida od 0,3 mm, a konačna stopa otpada iznosila je 15%.
Oštećenje površine: Nakon topljenja na visokim temperaturama, metalni prah se čvrsto lijepi za podlogu. Prisilno piling obično ostavlja ogrebotine ili udubljenja. Kada skinete ručni nosač za medicinske implantate, hrapavost površine (Ra vrijednost) je općenito veća od 10 μm, što je mnogo više od kliničkog zahtjeva od 2 μm.
2. CNC obrada: ravnoteža između tačnosti i cijene
CNC glodanje je sada najbolji način za izradu{0}}preciznih dijelova. Obradni centar sa pet-osnih poluga iz EOS-a, njemačkog preduzeća, može ukloniti zaostalu potporu do nivoa od 0,01 mm. Ali postoje dva velika problema s ovom tehnologijom:
Otpad materijala: Da bi se uštedjelo vrijeme obrade, mora se koristiti više materijala tokom dizajna dijela. To znači da se koristi samo 20% do 30% praha.
Prag za opremu: Vrhunski-CNC alatni strojevi koštaju više od milion dolara, što je previše za mala i srednja-preduzeća da plate. To otežava širu upotrebu tehnologije.
3. Čišćenje pomoću vibracija i protoka vazduha: poslednja linija odbrane za komplikovane strukture
Za mjesta do kojih je mašinama teško doći, kao što su unutrašnji kanali za protok ili poprečne rupe, čišćenje prahom zahtijeva kombinaciju vibracija i protoka zraka pod visokim-pritiskom. Zhejiang Tuobo-ov TCB-100 sistem može da se oslobodi više od 95% ostataka praha korišćenjem trodimenzionalne rotacione vibracije od 360 stepeni i komprimovanog vazduha od 0,6 MPa. Ali ova strategija otežava dizajn potpornih konstrukcija:
Ograničenje otvora: Ako je promjer kanala protoka manji od 2 mm, prah će vjerovatno ostati zajedno zbog kapilarnog djelovanja. Za čišćenje je potrebno ultrazvučno čišćenje prahom.
Problem sa potrošnjom energije: Vibracioni sto radi 8 sati uzastopno i koristi 15kWh električne energije, što povećava troškove proizvodnje.
2, Tehnika štampanja koja nije podržana: rješavanje problema s post-obradom iz izvora
1. Optimizacija parametara procesa: tačna kontrola unosa energije
Velo3D je bio u mogućnosti da štampa male strukture uglova sa uglovima između 5 stepeni i 35 stepeni bez podrške promenom snage lasera i veličine tačke u hodu. Glavna ideja je:
Upravljanje unosom toplote: Da se bazen za taljenje ne bi previše zagrijao i urušio, smanjite gustinu snage u visećoj regiji na 80W/mm² (uobičajeni proces je 120W/mm²).
Novi način raspršivanja praha: Debljina sloja praha može se regulisati unutar ± 5 μm raspršivanjem praha kroz prednji lijevak i prikupljanjem pomoću stražnjeg usisnog uređaja. Na ovaj način se smanjuje potražnja za podrškom.
2. Sistem povratnih-povratnih informacija u stvarnom vremenu: kraj zatvorene{2}}kontrole
EOS-ova Smart Fusion tehnologija koristi kamere optičke tomografije (OT) kako bi pratila temperaturu bazena taline i AI algoritme za promjenu postavki u hodu. Tehnologija smanjuje podršku za 70% i zaostalo naprezanje za 40% u štampanju satelitskih antena. Tehnološki proboj je:
Više{0}}slojna ravnoteža termičkog polja: Uvjerite se da svaki sloj dobije istu količinu topline modeliranjem predviđenih temperaturnih polja. To će spriječiti savijanje slojeva zbog lokalnog pregrijavanja.
Biblioteka adaptivnih parametara: Da biste odmah dobili nepodržano štampanje, postavite zasebne procesne pakete za svaki materijal (kao što je Inconel 718 ili Ti6Al4V).
3, Elektrohemijska podrška: Novi proboj u proučavanju materijala
1. Princip žrtvene anode: kontrola korozije na odabrani način
Predložena metoda elektrohemijskog jetkanja sa Univerziteta Arizona State odvaja podršku i komponente na sljedeći način:
Pogon s razlikom potencijala: Primarna baterija je napravljena u otopini dušične kiseline koristeći ugljični čelik (E stepen =-0.44V) kao nosač i 304 nerđajući čelik (E stepen =-0.18V) kao dio. Ugljični čelik se prvo oksidira.
Kiseonik je ubrzao reakciju: Kada se doda kiseonik u mjehurićima, brzina korozije se povećava za 6 puta, a nosač od ugljičnog čelika debljine 7 mm može se potpuno otopiti za 6 sati bez oštećenja površine od nehrđajućeg čelika.
2. Proces hirtizacije: veliki korak naprijed u automatiziranom čišćenju prahom
Sa trostepenim elektrohemijskim tretmanom, oprema H3000 kompanije RENA Technologies pruža potpuno automatsku podršku.
Faza grubog poliranja: Korišćenjem elektrohemijskih impulsa i dinamike fluida, početna hrapavost se smanjuje sa Ra100 μm na Ra10 μm, a 99% ostatka praha se uklanja.
Faza finog poliranja: Tehnologija hemijskog uklanjanja uz pomoć-čestica smanjuje hrapavost na Ra2 μm, što je prihvatljivo za avijaciju.
Opciona faza ultra-preciznog poliranja: može napraviti efekat ogledala sa Ra0,5 μm za vrhunsku- upotrebu kao što su optičke komponente.
U medicinskoj industriji ovaj postupak je vrlo dobro funkcionirao. Na primjer, standardno mehaničko poliranje traje 4 sata i ostavlja ogrebotine, dok proces hirtizacije traje samo 45 minuta i čini hrapavost površine tri puta boljom.
4, Matrica za odabir tehnologije: Vodič za donošenje odluka na osnovu scenarija
Vrsta tehnologije, situacije u kojima se može koristiti, prednosti i nedostaci
Ručni alati za rastavljanje jednostavnih oblika, komponenti koje ne moraju biti vrlo precizni, dijelova koji su jeftini, dijelova koji se lako koriste, dijelova koji se mogu slomiti i dijelova koji nisu baš efikasni
CNC alatne mašine su veoma precizne za glodanje komplikovanih površinskih delova, sa tačnošću od ± 0,01 mm. To čini opremu veoma skupom i troši mnogo materijala.
Prašak za čišćenje vibracijom ima unutrašnji kanal za protok i konstrukciju poprečne rupe koja ne dodiruje ništa. Takođe ima automatsko ograničenje otvora blende i troši mnogo energije.
Štampanje bez podrške sa malim uglom, bez naknadne-obrade u masovnoj proizvodnji, velikom stopom potrošnje materijala, visokim pragom opreme i teškim otklanjanjem grešaka u parametrima
Elektrohemijsko graviranje mješovitih materijala, ne-destruktivnih preciznih dijelova, puno automatizacije, komplikovano upravljanje kemikalijama i puno novca za početak