1. Pregled kovinske tehnologije 3D tiskanja
Sintranje kovinskega prahu (SLM), včasih imenovano tudi tehnologija 3D tiskanja kovin, je inovativna tehnika izdelave, pri kateri so kovinske komponente neposredno natisnjene iz kovinskega prahu. Visoka natančnost, velika učinkovitost in velika ustvarjalna svoboda so na pretek, ko ta metoda zlaga materiale plast za plastjo, da ustvari kovinske dele zapletenih oblik.
Med 3D-tiskanjem kovine strgalo položi plast kovinskega prahu na substrat oblikovanega cilindra, laserski žarek pa selektivno stopi prah glede na profil prečnega prereza vsake plasti dela za obdelavo trenutne plasti. Dvižni sistem zniža višino ene plasti prečnega prereza, ko je ena plast sintranja končana, nato pa položi drugo plast kovinskega prahu za sintranje naslednje plasti. Plast za plastjo se ta postopek nadaljuje, dokler ni celoten del sintran. Celoten proces oblikovanja poteka v predelovalni komori, ki je izpraznjena ali napolnjena z zaščitnim plinom, da se prepreči medsebojno delovanje kovine z drugimi plini pri visokih temperaturah.
2. Primerjava med vzdržljivostjo lite kovine in 3D natisnjene kovine
mehanska učinkovitost
Običajno imajo 3D natisnjeni kovinski predmeti mehanske lastnosti, podobne tistim iz kovin. Natančen nadzor porazdelitve materiala in mikrostrukture s tehnologijo 3D tiskanja pomaga ustvarjati kovinske predmete z veliko trdnostjo, trdoto in odpornostjo proti obrabi. Po drugi strani pa so lite kovine med postopkom strjevanja nagnjene k napakam, vključno s poroznostjo in vključki, ki bi lahko vplivale na njihove mehanske lastnosti.
Oblikovalske svoboščine
Ekstremna prilagodljivost oblikovanja in tehnologija 3D-tiskanja lahko ustvarita težko dosegljive zapletene oblike z uporabo običajnih tehnik ulivanja. S pomočjo strukturne optimizacije ta svoboda oblikovanja pomaga, da so 3D-natisnjeni kovinski deli lahki, a zagotavlja trdnost. V letalski in vesoljski industriji lahko na primer tehnologija 3D-tiskanja poveča konstrukcijo letalskih komponent, s čimer zmanjša težo in poveča učinkovitost letenja, medtem ko kljub temu izpolnjuje standarde trdnosti.
Stopnja porabe materialov
Metoda kovinskega 3D tiskanja zelo dobro uporablja materiale. Omejitve kalupa in fleksibilnost materiala pomenijo, da med postopkom ulivanja nastane veliko odpadkov. Z natančnim tiskanjem v skladu z dejansko obliko in velikostjo kosov tehnologija 3D-tiskanja dramatično zmanjša materialne odpadke. Skupaj z nižjimi proizvodnimi stroški to poveča učinkovitost uporabe virov.
Tehnološki napredek za naknadno obdelavo
Običajno po tiskanju potrebujejo 3D natisnjene kovinske predmete naknadno obdelavo, vključno z mehansko obdelavo, premazom in toplotno obdelavo. Te metode naknadne obdelave pomagajo še povečati vzdržljivost in odpornost delov. Medtem ko je vlivanje kovinskih kosov v naknadni obdelavi precej enostavno, je pogosto težko doseči natančnost in zmogljivost 3D-natisnjenih kovinskih delov.
3. Prednosti in težave 3D tiskanja kovinske tehnologije prednost
S pomočjo strukturne optimizacije za zmanjšanje nepotrebnih materialov, s čimer se zmanjša teža delov, lahko tehnologija 3D-tiskanja doseže lahek dizajn.
Tehnologija 3D tiskanja lahko proizvede težko dosegljive zapletene oblike, ki zadovoljujejo določene potrebe, s pomočjo katerih tradicionalne tehnike litja ne morejo doseči.
Visoka natančnost in dobra kakovost površine 3D natisnjenih kovinskih delov pomagata zadovoljiti potrebe visoko natančnih aplikacij.
Hitra proizvodnja, ki jo omogoča tehnologija 3D-tiskanja, je primerna za proizvodnjo majhnih serij in prilagojene zahteve.
Težava
Na trenutno precej drage tehnologije 3D tiskanja kovin najbolj vplivajo stroški opreme in materiala.
Omejitve glede materialov: v tehnologiji 3D-tiskanja kovin se uporablja malo materialov in nekateri med njimi so nagnjeni k deformacijam in razpokam med postopkom tiskanja.
Omejitev velikosti: Tehnologija 3D tiskanja kovin trenutno ni primerna za proizvodnjo predmetov velikih dimenzij zaradi toplotnega stresa.
4.3D tiskanje kovinske tehnologije: uporabni primeri
Aerospace območje
3D-tiskanje se v veliki meri uporablja v letalskem in vesoljskem sektorju za izdelavo komponent motorjev, strukturnih delov letal in še več. Ti deli ne potrebujejo le velike trdnosti in vzdržljivosti, ampak tudi lahke lastnosti. S strukturno zasnovo in distribucijo materiala je tehnologija 3D-tiskanja učinkovito izpolnila ta merila.
Področje avtomobilske proizvodnje
Komponente kompleksnih oblik, vključno z glavami cilindrov motorja in sesalnimi kolektorji, se proizvajajo na področju avtomobilske proizvodnje s tehnologijami 3D tiskanja. Ti deli ne potrebujejo samo velike zmogljivosti in natančnosti, ampak tudi hitro izdelavo. Z natančnim nadzorom mikrostrukture materiala tehnologija 3D-tiskanja učinkovito zadovoljuje te potrebe.
Medicinski poklic
Tehnologija 3D tiskanja se uporablja v medicinskem sektorju za izdelavo vsadkov in kirurških vodil. Ta orodja zahtevajo veliko biokompatibilnost in visoko natančnost. Z natančno kontrolo oblike in velikosti materiala je tehnologija 3D-tiskanja učinkovito izpolnila ta merila.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-aluminum-led-radiator.html