1. Beoordeling van 3D-printmetaaltechnologie
Metaalpoedersinteren (SLM), ook wel 3D-printmetaaltechnologie genoemd, is een innovatieve productietechniek waarbij metalen onderdelen rechtstreeks uit metaalpoeder worden geprint. Hoge precisie, grote efficiëntie en grote creatieve vrijheid zijn er in overvloed wanneer deze methode materialen laag voor laag stapelt om ingewikkeld gevormde metalen onderdelen te creëren.
Tijdens het 3D-printen van metaal legt een schraper een laag metaalpoeder op het vormende cilindersubstraat en een laserstraal smelt het poeder selectief, afhankelijk van het dwarsdoorsnedeprofiel van elke laag van het onderdeel, om de huidige laag te verwerken. Het hefsysteem verlaagt de hoogte van één dwarsdoorsnedelaag zodra één laag sinteren klaar is, en legt vervolgens een nieuwe laag metaalpoeder aan om de volgende laag te sinteren. Laag voor laag wordt dit proces voortgezet totdat het hele gedeelte is gesinterd. Het hele vormingsproces wordt uitgevoerd in een verwerkingskamer die is geëvacueerd of gevuld met beschermend gas om te voorkomen dat metaal bij hoge temperaturen in wisselwerking staat met andere gassen.
2.Vergelijking tussen de duurzaamheid van gegoten metaal en 3D-geprint metaal
mechanische effectiviteit
Meestal hebben 3D-geprinte metalen voorwerpen mechanische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van vervaardigde metalen. De exacte controle van de materiaalverdeling en microstructuur door 3D-printtechnologie helpt bij het genereren van metalen voorwerpen met grote sterkte, hardheid en slijtvastheid. Aan de andere kant zijn gegoten metalen tijdens het stollingsproces gevoelig voor gebreken, waaronder porositeit en insluitsels, die hun mechanische eigenschappen kunnen beïnvloeden.
Ontwerp vrijheden
Extreme ontwerpflexibiliteit en 3D-printtechnologie kunnen ervoor zorgen dat ingewikkelde vormen moeilijk te verkrijgen zijn met behulp van conventionele giettechnieken. Door middel van structurele optimalisatie zorgt deze ontwerpvrijheid ervoor dat 3D-geprinte metalen onderdelen licht van gewicht zijn en toch sterkte garanderen. In de lucht- en ruimtevaartindustrie kan 3D-printtechnologie bijvoorbeeld de constructie van vliegtuigonderdelen maximaliseren, waardoor het gewicht wordt verlaagd en de vluchtefficiëntie wordt verhoogd, terwijl toch aan de sterktenormen wordt voldaan.
Tarief materiaalgebruik
De metaal 3D-printmethode maakt heel goed gebruik van materialen. De beperkingen van de mal en de flexibiliteit van het materiaal zorgen ervoor dat er tijdens het gietproces veel afval ontstaat. Door nauwkeurig te printen in overeenstemming met de werkelijke vorm en grootte van de stukken, vermindert de 3D-printtechnologie de materiaalverspilling dramatisch. Samen met het verlagen van de productiekosten verhoogt dit de effectiviteit van het gebruik van hulpbronnen.
Technologische vooruitgang na verwerking
Meestal hebben 3D-geprinte metalen voorwerpen na het printen nabewerking nodig, inclusief mechanische verwerking, coating en warmtebehandeling. Deze nabewerkingsmethoden helpen de duurzaamheid en veerkracht van het onderdeel nog verder te vergroten. Hoewel het gieten van metalen stukken vrij eenvoudig is tijdens de nabewerking, is het vaak een uitdaging om de nauwkeurigheid en prestaties van 3D-geprinte metalen onderdelen te bereiken.
3. Voordelen en moeilijkheden van het voordeel van 3D-printmetaaltechnologieën
Door middel van structurele optimalisatie om onnodige materialen te minimaliseren en daarmee het gewicht van onderdelen te verlagen, kan 3D-printtechnologie een lichtgewicht ontwerp realiseren.
3D-printtechnologie kan moeilijk bereikbare ingewikkelde vormen produceren die aan bepaalde behoeften voldoen waarmee traditionele giettechnieken niet kunnen voldoen.
Hoge precisie en goede oppervlaktekwaliteit van 3D-geprinte metalen onderdelen helpen om te voldoen aan de behoeften van uiterst nauwkeurige toepassingen.
Snelle productie mogelijk gemaakt door 3D-printtechnologie, geschikt voor productie in kleine series en op maat gemaakte vereisten.
Probleem
De momenteel vrij dure metaaltechnologieën voor 3D-printen worden vooral beïnvloed door apparatuur- en materiaalkosten.
Materiaalbeperkingen: Er worden weinig materialen gebruikt in de metaaltechnologie voor 3D-printen, en sommige ervan zijn gevoelig voor vervorming en barsten tijdens het printen.
Groottebeperking: 3D-printmetaaltechnologie is momenteel niet geschikt voor het vervaardigen van grote objecten vanwege hittestress.
4.3D-printmetaaltechnologie: toegepaste cases
Lucht- en ruimtevaartgebied
3D-printen wordt op grote schaal toegepast in de lucht- en ruimtevaartsector om motoronderdelen, structurele vliegtuigonderdelen en meer te produceren. Deze onderdelen hebben niet alleen grote sterkte en duurzaamheid nodig, maar ook lichtgewicht kwaliteiten. Door middel van structureel ontwerp en materiaaldistributie heeft de 3D-printtechnologie effectief aan deze criteria voldaan.
Het gebied van de automobielindustrie
Complex gevormde componenten, waaronder motorcilinderkoppen en inlaatspruitstukken, worden geproduceerd op het gebied van de autoproductie met behulp van 3D-printtechnologieën. Deze onderdelen hebben niet alleen geweldige prestaties en nauwkeurigheid nodig, maar ook snelle productiemogelijkheden. Door exacte controle van de microstructuur van het materiaal voldoet de 3D-printtechnologie effectief aan deze behoeften.
Medisch beroep
3D-printtechnologie wordt in de medische sector toegepast om implantaten en chirurgische geleiders te produceren. Deze tools vereisen een grote biocompatibiliteit en hoge nauwkeurigheid. Door exacte materiaalvorm- en maatcontrole heeft de 3D-printtechnologie effectief aan deze criteria voldaan.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-aluminium-led-radiator.html