Kahareupna dina bubuk

Perusahaan Swedia VBN Components ngahasilkeun produk baja nganggo téknologi aditif nganggo bubuk sareng aditif, utamina alat sapertos bor sareng pemotong panggilingan. Téknologi percetakan 3D ngaleungitkeun kabutuhan pikeun ngajalin sareng mesin, ngirangan konsumsi bahan baku, sareng nyayogikeun pangguna akhir pilihan anu langkung lega tina bahan kualitas luhur.

Panawaran komponén VBN kalebet contona. Vibenite 290nu mana, nurutkeun pausahaan Swedia, nyaéta baja hardest di dunya (72 HRC). Prosés nyieun Vibenite 290 nyaéta pikeun laun-laun ningkatkeun karasa bahan nepi ka. Sakali bagian nu dipikahoyong dicitak tina bahan baku ieu, euweuh processing salajengna lian ti grinding atanapi EDM diperlukeun. Taya motong, panggilingan atawa pangeboran diperlukeun. Ku kituna, pausahaan nyiptakeun bagian kalawan diménsi nepi ka 200 x 200 x 380 mm, géométri nu teu bisa dihasilkeun ku téhnologi manufaktur lianna.

Baja teu salawasna diperlukeun. Tim peneliti ti HRL Laboratories parantos ngembangkeun solusi percetakan 3D. alloy aluminium kalawan kakuatan tinggi. Disebutna métode nanofunctional. Kantun nempatkeun, téhnik anyar diwangun dina nerapkeun powders nanofunctional husus ka printer 3D, nu lajeng "sintered" ku laser lapisan ipis, nu ngabalukarkeun tumuwuhna objék tilu diménsi. Salila lebur sareng solidifikasi, struktur anu dihasilkeun henteu ancur sareng nahan kakuatan pinuhna kusabab nanopartikel anu bertindak salaku pusat nukleasi pikeun mikrostruktur anu dimaksud tina alloy.

Alloy-kakuatan luhur sapertos aluminium seueur dianggo dina industri beurat, téknologi penerbangan (misalna fuselage) sareng bagian otomotif. Téknologi anyar nanofunctionalization méré aranjeunna henteu ngan kakuatan tinggi, tapi ogé rupa-rupa wangun jeung ukuran.

Tambihan tinimbang pangurangan

Dina métode metalworking tradisional, bahan runtah dipiceun ku mesin. Prosés aditif jalan sabalikna - diwangun ku nerapkeun jeung nambahkeun lapisan saterusna tina jumlah leutik bahan, nyieun bagian XNUMXD ampir sagala bentuk dumasar kana model digital.

Sanaos téknik ieu parantos seueur dianggo pikeun prototyping sareng modél casting, panggunaanana langsung dina produksi barang atanapi alat anu ditujukeun pikeun pasar parantos sesah kusabab efisiensi rendah sareng sipat bahan anu henteu nyugemakeun. Sanajan kitu, kaayaan ieu laun robah berkat karya peneliti di loba puseur sakuliah dunya.

Ngaliwatan ékspérimén anu parah, dua téknologi utama percetakan XNUMXD parantos ningkat: déposisi laser logam (LMD) jeung lebur laser selektif (ULM). téhnologi laser ngamungkinkeun pikeun akurat nyieun detil rupa jeung ménta kualitas permukaan alus, nu teu mungkin jeung 50D éléktron beam percetakan (EBM). Dina SLM, titik sinar laser diarahkeun kana bubuk bahan, sacara lokal dilas dumasar kana pola anu dipasihkeun kalayan akurasi 250 dugi ka 3 mikron. Sabalikna, LMD nganggo laser pikeun ngolah bubuk pikeun nyiptakeun struktur XNUMXD anu ngadukung diri.

Métode ieu kabuktian pisan ngajangjikeun pikeun nyiptakeun bagian-bagian pesawat. jeung, hususna, aplikasi déposisi logam laser expands kamungkinan desain pikeun komponén aerospace. Éta bisa dijieun tina bahan jeung struktur internal kompléks jeung gradién teu mungkin dina jaman baheula. Salaku tambahan, duanana téknologi laser ngamungkinkeun pikeun nyiptakeun produk géométri kompleks sareng kéngingkeun fungsionalitas produk anu langkung ageung tina sajumlah alloy.

Séptémber kamari, Airbus ngumumkeun yén éta parantos nyayogikeun produksi A350 XWB sareng percetakan aditif. titanium bracket, dijieun ku Arconic. Ieu sanés tungtungna, sabab kontrak Arconic sareng Airbus nyayogikeun percetakan 3D tina bubuk titanium-nikel. bagian awak i sistem propulsion. Sanajan kitu, eta kudu dicatet yén Arconic henteu ngagunakeun téhnologi laser, tapi versi ningkat sorangan tina busur éléktronik EBM.

Salah sahiji tonggak penting dina pamekaran téknologi aditif dina pagawean logam sigana mangrupikeun prototipe anu munggaran anu dipidangkeun di markas Walanda Damen Shipyards Group dina usum gugur 2017. baling-baling kapal alloy logam dingaranan VAAMpeller. Saatos tés luyu, lolobana nu geus lumangsung, model boga kasempetan pikeun disatujuan keur dipake dina kapal.

Kusabab masa depan téknologi pengerjaan logam aya dina bubuk stainless steel atanapi komponén alloy, éta pantes pikeun terang pamaén utama di pasar ieu. Numutkeun kana "Laporan Pasar Bubuk Logam Pabrikan Aditif" anu diterbitkeun dina bulan Nopémber 2017, produsén anu paling penting tina bubuk logam percetakan 3D nyaéta: GKN, Hitachi Chemical, Rio Tinto, ATI Powder Metals, Praxair, Arconic, Sandvik AB, Renishaw, Höganäs AB , Metaldyne Performance Grup, BÖHLER Edelstahl, Carpenter Téhnologi Corporation, Aubert & Duval.

Baling-baling nyitak WAAMpeller

Fase cair

Téknologi aditif logam anu paling terkenal ayeuna ngandelkeun panggunaan bubuk (ieu kumaha vibenite anu kasebat didamel) "sintered" sareng ngahijikeun laser dina suhu luhur anu dipikabutuh pikeun bahan awal. Tapi, konsép anyar muncul. Panaliti ti Laboratorium Teknik Cryobiomedical Akademi Élmu Cina di Beijing parantos ngembangkeun metode. Percetakan 3D nganggo "tinta", diwangun ku alloy logam jeung titik lebur rada luhur suhu kamar. Dina ulikan anu diterbitkeun dina jurnal Science China Technological Sciences, panalungtik Liu Jing sareng Wang Lei nunjukkeun téknik pikeun percetakan fase cair tina gallium, bismut, atanapi alloy dumasar-indium kalayan ditambah nanopartikel.

Dibandingkeun sareng metode prototyping logam tradisional, percetakan 3D fase cair ngagaduhan sababaraha kaunggulan anu penting. Kahiji, laju rélatif luhur fabrikasi struktur tilu diménsi bisa dihontal. Sajaba ti éta, di dieu anjeun bisa leuwih flexibly ngaluyukeun suhu jeung aliran coolant nu. Sajaba ti éta, logam conductive cair bisa dipaké dina kombinasi kalayan bahan non-logam (kayaning plastik), nu expands kamungkinan desain komponén kompléks.

Élmuwan di American Northwestern University ogé parantos ngembangkeun téknik percetakan 3D logam énggal anu langkung mirah sareng kirang kompleks tibatan anu dipikanyaho. Gantina bubuk logam, lasers atanapi balok éléktron, éta ngagunakeun oven konvensional i bahan cair. Sajaba ti éta, métode gawéna ogé pikeun rupa-rupa logam, alloy, sanyawa, jeung oksida. Ieu sami sareng segel nozzle anu urang terang sareng plastik. "Tinta" diwangun ku bubuk logam leyur dina zat husus ditambah hiji elastomer. Dina waktos aplikasi, éta dina suhu kamar. Saatos éta, lapisan bahan anu diterapkeun tina nozzle disinter sareng lapisan sateuacana dina suhu anu luhur didamel dina tungku. Téhnik ieu dijelaskeun dina jurnal khusus Advanced Functional Materials.

Métode Percetakan Fase Logam Cair Cina

Dina 2016, panalungtik Harvard ngenalkeun métode séjénna anu bisa nyieun struktur logam XNUMXD. dicitak "dina hawa". Universitas Harvard parantos nyiptakeun printer 3D anu, teu sapertos anu sanés, henteu nyiptakeun objék lapisan demi lapisan, tapi nyiptakeun struktur kompléks "dina hawa" - tina logam beku langsung. Alat, dikembangkeun di John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, nyitak objék nganggo nanopartikel pérak. Laser anu difokuskeun ngamanaskeun bahan sareng ngahijikeunana, nyiptakeun rupa-rupa struktur sapertos héliks.

Paménta pasar pikeun produk konsumen dicitak 3D precision tinggi sapertos implan médis sareng bagian mesin pesawat ngembang pesat. Sarta alatan data produk bisa dibagikeun kalawan batur, pausahaan di sakuliah dunya, upami aranjeunna gaduh aksés ka bubuk logam jeung printer 3D katuhu, tiasa dianggo pikeun ngurangan biaya logistik jeung inventory. Sakumaha dipikanyaho, téknologi anu dijelaskeun pisan ngagampangkeun pembuatan bagian logam tina géométri kompléks, sateuacan téknologi produksi tradisional. Ngembangkeun aplikasi husus kamungkinan ngakibatkeun harga handap sarta kabuka pikeun pamakéan percetakan 3D dina aplikasi konvensional ogé.

Baja Swedia anu paling hese - pikeun percetakan 3D:

Baja hardest di dunya - dijieun di Uppsala, Swédia

pilem aluminium pikeun percetakan: 

Terobosan dina metalurgi: percetakan 3D tina aluminium kakuatan tinggi