Hoe kan metaalprinttechnologie worden gebruikt om precisie -vloeibare sproeiers te produceren?

一, de problemen met het maken van typische sproeiers en de nieuwe mogelijkheden die metaalafdrukken openen
1. De problemen met traditioneel vakmanschap
Precisievloeistofmondstukken hebben een kernstructuur die micrometer - niveau stroomkanalen, mondstukarrays en multi {- laag functionele componenten bevat. Om ze te maken, moeten aan de volgende strikte normen worden voldaan:
Hoge precisie: de mondstukopening moet tussen de 10 en 50 micron zijn en de oppervlakteruwheid van het stroomkanaal moet minder zijn dan 0,8 μm.
De structuur is ingewikkeld, omdat het vloeistoftoevoerpoorten, nepgaten en regio's moet hebben waar injectiepoorten kunnen worden gevormd. Traditionele CNC -bewerking heeft veel verschillende processen nodig, waardoor het duur is en lage opbrengstpercentages geeft.
Materiaaleigenschappen: materialen die resistent zijn tegen corrosie, een goede thermische geleidbaarheid hebben of biocompatibel zijn (zoals roestvrij staal, titaniumlegeringen of nikkel - gebaseerde legeringen) zijn nodig omdat traditionele gieting of lassen gemakkelijk problemen kunnen veroorzaken.
Het maken van vloeibare straalkoppen bijvoorbeeld op de oude manier van gevormde manier van {{0}. Maar de ongelijke stroom van lichtweerstand aan de rand van de vloeistoftoevoerhaven kan het oppervlak niet plat genoeg maken, wat op zijn beurt de consistentie van de mondstukhoogte beïnvloedt en de jet minder goed doet werken.
2. De belangrijkste voordelen van metalen 3D -printen
Metaalprinttechnologie bouwt drie - dimensionale objecten rechtstreeks door metalen materialen op elkaar te smelten of te spuiten, die verder gaat dan de fysieke limieten van bestaande methoden.
Vrijheid om te ontwerpen: het kan elk gecompliceerd stroomkanaal, gradiëntmateriaal of geïntegreerd ontwerp maken, zoals het combineren van de vloeistoftoevoerhaven, nepgat en spuitpoort in één.
LPBF -technologie kan een dimensionale nauwkeurigheid van ± 0,05 mm bereiken. In combinatie met post - verwerkingsprocessen zoals chemisch polijsten en micro -slijpen, kan het ook een oppervlakteruwheid van RA minder dan of gelijk aan 0,4 μm bereiken.
Snelheid van gebruik van materialen: inkjet metaal 3D -printengebruik op - vraagspuiten, wat betekent dat het meer dan 90% van het materiaal gebruikt, wat veel meer is dan de 50% tot 70% dat typische poederbed smelten.
Snelle iteratie: het ontwerp - tot - Voorbeeldproductiecyclus wordt verlaagd tot slechts enkele dagen, waardoor het mogelijk is om kleine batches te maken en producten voor elke klant aan te passen.
2, belangrijk gebruik van metaalprinttechnologie bij het maken van sproeiers
1. Mondstuk voor een microfluïdische chip
Microfluïdische chips moeten stromingskanalen, kleppen en reactiekamers hebben die slechts enkele micrometer breed zijn. Traditionele zachte lithografiemethoden maken het moeilijk om metalen onderdelen te maken met een zeer hoge precisie. Metal LPBF -techniek kan substraten van roestvrijstalen of titaniumlegering afdrukken, chemische ets gebruiken om microkanalen te maken en vervolgens inkjet gebruikenmetaal 3D -printenom functionele coatings zoals hydrofobe lagen toe te voegen. Dit maakt de materialen zeer bestand tegen corrosie en veilig voor levende wezens. Een bedrijf produceerde bijvoorbeeld een medisch diagnostisch chipmondstuk dat LPBF gebruikt om een ​​316L roestvrijstalen basis af te drukken. Vervolgens spuit het gouden nanodeeltjes op de basis om een ​​geleidende elektrode te maken, waardoor het drie keer gevoeliger is dan oudere methoden.
2. Inkjet -afdrukkoppen voor bedrijven
Integratie van duizenden micrometer -} formaatsproeiers in hoog - precisie Inkjet -afdrukkoppen is duur en heeft een lage opbrengst wanneer ze worden uitgevoerd met behulp van standaardmethoden zoals Polysilicon -etsen en binding. Inkjet Metal 3D -printtechnologie kan het volgende doen:
Multi {- Materiaalintegratie: spuiten roestvrij staal (voor structurele ondersteuning) en piëzo -elektrische keramiek (voor het besturen van componenten) tegelijkertijd om een ​​gradiënt functioneel materiaalmondstuk te maken;
Verbetering van de spuitmondreeks: door de structuur te optimaliseren, worden asymmetrische stroomkanalen gemaakt om de inktdruppel te spatten en de afdrukresolutie te verhogen tot 2400 dpi.
Snelle aanpassing: om de ontwikkelingscyclus te versnellen, wijzigt u de mondstukopening en kanaalhoek op basis van de eigenschappen van de inkt, zoals viscositeit en oppervlaktespanning.
3. Nozzle voor 3D -printen
Metal 3D printing nozzles have to be able to handle high temperatures (>2000 °C) and high pressures (>100mpa). Traditionele technieken om ze samen te stellen, zoals het lassen van stedere of elektronenstraal, kunnen gemakkelijk thermische spanningsscheuren veroorzaken. DED -technologie, zoals coaxiale poedervoedingslaserbekleding, kan het volgende doen:
Geïntegreerde vorming: plaats nikkel - gebaseerde legeringsponden rechtstreeks op het substraat om lasproblemen te elimineren;
Functioneel gradiëntontwerp: de mondstukuitgang is geconstrueerd van koperlegering met een sterke thermische geleidbaarheid en het interne stroomkanaal bestaat uit titaniumlegering met hoge sterkte. Dit brengt thermisch beheer en structurele sterkte in evenwicht.
Reparatie en revisie: versleten sproeiers worden behandeld met behulp van gelokaliseerde laserkleding, waardoor ze meer dan drie keer zo lang duren.
3, Problemen en oplossingen in technologie
1. Controle van de ruwheid van het oppervlak
De ruwheid van het oppervlak van metaalgedrukte objecten is meestal RA groter dan of gelijk aan 6,3 μm, die moet worden verbeterd door post - verwerking:
Chemisch polijsten, dat zuurwassing gebruikt om bultjes op het oppervlak kwijt te raken, kan RA verlagen tot minder dan 3,2 μm. Lasermicrobekleding genereert daarentegen een dikke oxidelaag op het oppervlak terwijl het minder ruw wordt.
Hybride productie: gebruik van zowel 3D -printen als CNC Precision -bewerking om een ​​kritieke oppervlak RA te krijgen van minder dan 0,8 μm . 2. Defecten binnenin vinden
Er zijn problemen met het smeltproces van het poederbed, dergelijke poriën en scheuren, daarom moet het worden getest zonder het te vernietigen om ervoor te zorgen dat het werkt.
Industriële CT -scan: vind binnengaten om ervoor te zorgen dat de dichtheid ten minste 99,5%is;
Test op vermoeidheid: om ervoor te zorgen dat de levensduur van de services voldoet aan de specificatie, voert u 10 cycli van laden uit volgens de ASTM E466 -standaard.
2. Compatibiliteit met meer dan één materiaal
Inkjet Metal 3D -printen moet omgaan met het feit dat verschillende metalen verschillende smeltpunten en problemen hebben met binding op de interface:
Nanodeeltje inkt: maak een inkt met een lage smeltpuntlegering, zoals bi - gebaseerde legering met een smeltpunt van ongeveer 60 graden, om af te drukken bij lage temperaturen.
Laser remelt of ultrasoon lassen kan het verband tussen verschillende materialen sterker maken.