Келечек порошокто

VBN Components швед компаниясы кошумчалары бар порошокту, негизинен бургулоочу жана фрезердик кескичтер сыяктуу шаймандарды колдонуу менен кошумча технологияларды колдонуу менен болоттон жасалган буюмдарды чыгарат. 3D басып чыгаруу технологиясы согуу жана механикалык иштетүү муктаждыгын жок кылат, чийки затты керектөөнү азайтат жана акыркы колдонуучуларга жогорку сапаттагы материалдардын кеңири тандоосун камсыз кылат.

VBN компоненттеринин сунушу мис. Vibenite 290бул, швед компаниясынын маалыматы боюнча, дүйнөдөгү эң катуу болот (72 HRC). Vibenite 290 түзүү жараяны акырындык менен чейин материалдардын катуулугун жогорулатуу болуп саналат. Бул чийки заттан керектүү бөлүктөр басылып чыккандан кийин, майдалоо же EDM башка эч кандай кайра иштетүү талап кылынбайт. Кесүү, майдалоо же бургулоо талап кылынбайт. Ошентип, компания 200 x 200 x 380 мм чейин өлчөмдөрү менен бөлүктөрүн түзөт, алардын геометриясы башка өндүрүш технологияларын колдонуу менен өндүрүү мүмкүн эмес.

Болот дайыма эле керек эмес. HRL Laboratories изилдөө тобу 3D басып чыгаруу чечимин иштеп чыкты. алюминий эритмелери жогорку күч менен. деп аталат нанофункционалдык ыкма. Жөнөкөй сөз менен айтканда, жаңы техника 3D принтерге атайын нанофункционалдык порошокторду колдонуудан турат, алар андан кийин лазердин жука катмарлары менен “синтерленген”, бул үч өлчөмдүү объекттин өсүшүнө алып келет. Эрүү жана катуулануу учурунда пайда болгон структуралар жок кылынбайт жана эритменин болжолдонгон микроструктурасы үчүн нуклеация борборлорунун ролун аткарган нанобөлүкчөлөрдүн эсебинен толук күчүн сактап калат.

Алюминий сыяктуу күчтүү эритмелер оор өнөр жайда, авиация (мисалы, фюзеляж) технологиясында жана автомобиль тетиктеринде кеңири колдонулат. Нанофункционализациянын жаңы технологиясы аларга жогорку күчтү гана эмес, ар кандай формаларды жана өлчөмдөрдү да берет.

Кемитүүнүн ордуна кошуу

Металл иштетүүнүн салттуу ыкмаларында калдыктар механикалык иштетүү жолу менен чыгарылат. Кошумча процесси тескери иштейт - ал санарип моделдин негизинде дээрлик бардык формадагы XNUMXD бөлүктөрүн түзүү менен аз өлчөмдөгү материалдын ырааттуу катмарларын колдонуудан жана кошуудан турат.

Бул ыкма прототиптөө үчүн да, моделдерди куюу үчүн да кеңири колдонулса да, аны түздөн-түз рынокко арналган товарларды же түзүлүштөрдү өндүрүүдө колдонуу аз эффективдүү жана канааттандырарлык эмес материалдык касиеттерден улам кыйынга турду. Бирок бул абал дүйнөнүн көптөгөн борборлорунун изилдөөчүлөрүнүн эмгегинин аркасында акырындап өзгөрүүдө.

Тынымсыз эксперимент аркылуу, XNUMXD басып чыгаруунун эки негизги технологиясы жакшыртылды: металлды лазер менен туташтыруу (LMD) i тандалма лазердик эрүү (ULM). Лазердик технология майда деталдарды так жаратууга жана беттин жакшы сапатын алууга мүмкүндүк берет, бул 50D электрондук нур менен басып чыгарууда (EBM) мүмкүн эмес. SLMде лазер нурунун чекити материалдын порошокуна багытталган, аны 250дөн 3 микронго чейинки тактык менен берилген схема боюнча жергиликтүү ширетет. Өз кезегинде, LMD өзүн-өзү колдой турган XNUMXD структураларды түзүү үчүн порошокту иштетүү үчүн лазерди колдонот.

Бул ыкмалар учактын тетиктерин түзүү үчүн абдан келечектүү болуп чыкты. жана, атап айтканда, металлды лазер менен туташтыруу аэрокосмостук компоненттерди долбоорлоо мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтет. Алар татаал ички түзүмдөрү жана мурда мүмкүн эмес градиенттер менен материалдардан жасалган болушу мүмкүн. Мындан тышкары, эки лазердик технологиялар татаал геометриялык буюмдарды түзүүгө жана эритмелердин кеңири спектринен буюмдардын кеңейтилген функционалдуулугун алууга мүмкүндүк берет.

Өткөн жылдын сентябрь айында Airbus A350 XWB өндүрүшүн кошумча басып чыгаруу менен жабдгандыгын жарыялаган. титан кашаа, Arconic тарабынан чыгарылган. Бул аягы эмес, анткени Arconic компаниясынын Airbus менен келишими титан-никель порошокунан 3D басып чыгарууну карайт. дене бөлүктөрү i кыймылдаткыч системасы. Бирок, белгилей кетүү керек, Arconic лазердик технологияны колдонбойт, бирок EBM электрондук жаасынын өзүнүн жакшыртылган версиясы.

Металл иштетүүдө кошумча технологияларды өнүктүрүүнүн этаптарынын бири 2017-жылдын күзүндө голландиялык Damen Shipyards Groupтун штаб-квартирасында сунушталган биринчи прототиби болушу мүмкүн. кеме винти атындагы металл эритмеси VAAMpeller. Тиешелүү сыноолордон кийин, алардын көбү буга чейин орун алган, модель кемелердин бортунда колдонууга уруксат алуу мүмкүнчүлүгүнө ээ.

Металл иштетүү технологиясынын келечеги дат баспас болоттон жасалган порошок же эритме компоненттеринде болгондуктан, бул рыноктун негизги оюнчулары менен таанышуу зарыл. 2017-жылдын ноябрында жарыяланган "Кошумча өндүрүш металл порошок рыногунун отчетуна" ылайык, 3D басып чыгаруучу металл порошоктордун эң маанилүү өндүрүүчүлөрү: GKN, Hitachi Chemical, Rio Tinto, ATI Powder Metals, Praxair, Arconic, Sandvik AB, Renishaw, Höganäs AB , Metaldyne Performance Group, BÖHLER Edelstahl, Carpenter Technology Corporation, Aubert & Duval.

Пропеллер басып чыгаруу WAAMpeller

Суюк фаза

Металл кошулмаларынын эң белгилүү технологиялары учурда порошокторду (жогоруда айтылган вибенит ушинтип түзүлөт) “агломерацияланган” жана баштапкы материал үчүн талап кылынган жогорку температурада лазердик эритип алган колдонууга таянат. Бирок, жаңы түшүнүктөр пайда болууда. Пекиндеги Кытай Илимдер академиясынын криобиомедициналык инженерия лабораториясынын изилдөөчүлөрү бир ыкманы иштеп чыгышты. "сия" менен 3D басып чыгаруу, эрүү температурасы бөлмө температурасынан бир аз жогору болгон металл эритмесинен турат. Science China Technological Sciences журналында жарыяланган изилдөөдө, изилдөөчүлөр Лю Цзин жана Ван Лей нанобөлүкчөлөрдү кошуу менен галий, висмут же индий негизиндеги эритмелерди суюк фазада басып чыгаруу ыкмасын көрсөтүшөт.

Салттуу металл прототиптөө ыкмаларына салыштырмалуу суюк фазадагы 3D басып чыгаруу бир нече маанилүү артыкчылыктарга ээ. Биринчиден, үч өлчөмдүү конструкцияларды даярдоонун салыштырмалуу жогорку ылдамдыгына жетишүүгө болот. Мындан тышкары, бул жерде сиз муздаткычтын температурасын жана агымын ийкемдүү түрдө жөнгө сала аласыз. Мындан тышкары, суюк өткөргүч металл металл эмес материалдар (мисалы, пластмасса) менен айкалыштырып колдонулушу мүмкүн, бул татаал компоненттердин конструкциялык мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтет.

Американын Түндүк-Батыш университетинин окумуштуулары ошондой эле мурда белгилүү болгонго караганда арзаныраак жана татаалыраак жаңы металл 3D басып чыгаруу ыкмасын иштеп чыгышты. Анын ордуна металл порошок, лазер же электрондук нурларды, ал колдонот кадимки меш i суюк материал. Мындан тышкары, ыкма металлдардын, эритмелердин, кошулмалардын жана оксиддердин ар кандай түрлөрү үчүн жакшы иштейт. Бул пластмассалар менен биз билген сопло пломбасына окшош. "Сыя" эластомерди кошуу менен атайын затта эриген металл порошокунан турат. Колдонуу учурунда ал бөлмө температурасында болот. Андан кийин, мордон колдонулган материалдын катмары меште түзүлгөн жогорулатылган температурада мурунку катмарлар менен агломерацияланат. Техника Advanced Functional Materials адистештирилген журналында сүрөттөлгөн.

Кытай суюк металл фазалык басып чыгаруу ыкмасы

2016-жылы Гарвард окумуштуулары XNUMXD металл конструкцияларын түзө турган дагы бир ыкманы киргизишкен. басылган "абада". Гарвард университети 3D принтерди жаратты, ал башкалардан айырмаланып, объекттерди катмар-катмар жаратпайт, бирок "абада" татаал структураларды - заматта тоңуп калган металлдан түзүүчү. Джон А.Полсон атындагы инженердик жана прикладдык илимдер мектебинде иштелип чыккан аппарат күмүш нанобөлүкчөлөрүнүн жардамы менен объекттерди басып чыгарат. Фокусталган лазер материалды ысытат жана аны эритип, спирал сыяктуу ар кандай түзүлүштөрдү жаратат.

Медициналык имплантаттар жана учактын кыймылдаткычынын тетиктери сыяктуу жогорку тактыктагы 3D басып чыгарылган керектөө буюмдарына рыноктук суроо-талап тездик менен өсүп жатат. Ал эми продукт маалыматтары башкалар менен бөлүшүлүшү мүмкүн болгондуктан, дүйнө жүзү боюнча компаниялар, эгерде алар металл порошок жана туура 3D принтер мүмкүнчүлүгүнө ээ болсо, логистика жана инвентаризация чыгымдарын азайтуу үчүн иштей алат. Белгилүү болгондой, сүрөттөлгөн технологиялар абдан татаал геометриялык металл бөлүктөрүн даярдоону көмөктөшөт, алдыда салттуу өндүрүш технологиялары. Адистештирилген тиркемелерди иштеп чыгуу баанын төмөндөшүнө жана кадимки тиркемелерде 3D басып чыгаруунун ачыктыгына алып келиши мүмкүн.

Эң катуу швед болоту - 3D басып чыгаруу үчүн:

Дүйнөдөгү эң катуу болот - Швециянын Упсала шаарында жасалган

Басып чыгаруу үчүн алюминий пленкасы: 

Металлургиядагы ачылыш: жогорку бекем алюминийди 3D басып чыгаруу