Metall 3D bosib chiqarish materiallarining yutug'i rivojlanish uchun asosdir
Metall 3D bosib chiqarish materiallari metall 3D bosib chiqarish texnologiyasini rivojlantirish uchun muhim moddiy asosdir. Ma'lum darajada, materiallarning rivojlanishi 3D bosib chiqarishni yanada kengroq qo'llash mumkinligini aniqlaydi. Hozirgi vaqtda metall 3D bosib chiqarish materiallari asosan muhandislik plastmassalari, fotosensitiv qatronlar, kauchuk materiallar, metall materiallar va keramika materiallarini o'z ichiga oladi. maydon qo'llanildi. Metall 3D bosib chiqarishda ishlatiladigan ushbu xom ashyo oddiy plastmassa, gips, qatronlar va boshqalardan farq qiladigan metall 3D bosib chiqarish uskunalari va jarayonlari uchun maxsus ishlab chiqilgan va ularning shakllari odatda chang, filamentli, qatlamli va suyuqdir. Kutmoq. Odatda, matbaa uskunasining turiga va ish sharoitlariga qarab, ishlatiladigan kukunli metall 3D bosib chiqarish materiallarining zarracha hajmi 1 dan 100 mkm gacha o'zgarib turadi va kukunning yaxshi suyuqligini ta'minlash uchun kukun odatda talab qilinadi. sharsimonlikning yuqori darajasi. .
Metall 3D bosib chiqarish materiallarini tadqiq qilish va ishlab chiqish va kashf qilish metall 3D bosib chiqarish texnologiyasini targ'ib qilish va qo'llash uchun asos bo'lib, shuningdek, bosib chiqarishni qondirish uchun asosiy kafolatdir. Ulardan biri materiallarni tadqiq qilish va ishlab chiqishni kuchaytirish va to'liq bosma materiallar tizimini shakllantirishdir. So'nggi yillarda metall 3D bosib chiqarish materiallari jadal rivojlandi. 2013 yilda metall materiallarni bosib chiqarish 28 foizga oshdi va 2014 yilda u 30 foizdan ko'proqni tashkil etdi, bu metall 3D bosma materiallarning qariyb 12 foizini tashkil etdi. Metall materiallar asosan titanium, alyuminiy, po'lat va nikeldir. Titan qotishmalari, yuqori haroratli qotishmalar, zanglamaydigan po'lat, po'latdan yasalgan po'lat, yuqori quvvatli po'lat, qotishma po'lat va alyuminiy qotishmalari bosma materiallar sifatida ishlatilishi mumkin va uskunalarni ishlab chiqarish va ta'mirlash va qayta ishlab chiqarishda keng qo'llanilgan. Biroq, hozirda metall 3D bosib chiqarish materiallari tizimi mavjud emas va mavjud materiallar metall 3D bosib chiqarish ehtiyojlarini qondirishdan uzoqdir.
Lazerli stereoformatsiya uchun ishlatiladigan materiallar asosan metall inert materiallardir va keyingi qadam boshqa faol metall bosma materiallarni sinab ko'rishdir. An'anaviy ravishda chang metallurgiyasida qo'llaniladigan metall kukunlari 3D bosib chiqarish talablariga to'liq javob bera olmaydi va hozirda chop etish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan metall materiallarning bir nechta turlari mavjud va narx nisbatan yuqori. Amerika Qo'shma Shtatlaridagi Sulzer Metco va Shvetsiyadagi Sandvik kabi 3D bosib chiqarish uchun metall kukuniga ixtisoslashgan bir nechta xorijiy kompaniyalar mavjud, ammo ular faqat bir nechta an'anaviy metall kukunlarini taqdim etishlari mumkin. Mahalliy materiallarni tadqiq qilish va ishlab chiqish nisbatan orqada qolmoqda va bosma kukuni juda qimmat. Moddiy tadqiqot va ishlanmalar davri uzoq va tadqiqot va ishlanmalar asbob-uskunalarga qaraganda qiyinroq bo'lganligi sababli, korxonalar manfaatlarni maksimal darajada oshirish uchun moddiy tadqiqotlar va ishlanmalarni o'tkazishni istamaydilar. Huanghe Cyclone Co., Ltd. olmos mikrochangi va CBN mikrochangini ishlab chiqarish bilan shug'ullanadigan bir nechta mahalliy korxonalardan biridir. Universitet tadqiqotlari 3D bosib chiqarish uskunalari va dasturiy ta'minotiga ham qiziqadi, shuning uchun bosma materiallar metall 3D bosib chiqarish texnologiyasini ishlab chiqish va qo'llashni sezilarli darajada cheklaydi.
Metall kukunlari
3D bosib chiqarishda ishlatiladigan metall kukunlari odatda yuqori tozalik, yaxshi sharsimonlik, tor zarracha hajmi taqsimoti va past kislorod miqdorini talab qiladi. Hozirgi vaqtda 3D bosib chiqarishda ishlatiladigan metall kukunli materiallar asosan titanium qotishmalari, kobalt-xrom qotishmalari, zanglamaydigan po'lat va alyuminiy qotishma materiallari, shuningdek, zargarlik buyumlarini chop etish uchun ishlatiladigan oltin, kumush va boshqa qimmatbaho metall kukunli materiallarni o'z ichiga oladi. 3D bosib chiqarish metall kukunlari, 3D bosib chiqarish sanoati metall qismlar zanjiridagi eng muhim bo'g'in sifatida, shuningdek, eng katta qiymat yotadi.
"2013 yilgi Jahon 3D bosib chiqarish texnologiyasi sanoati konferentsiyasi" da dunyodagi 3D bosib chiqarish sanoatining nufuzli mutaxassislari 3D bosib chiqarish metall kukunining aniq ta'rifini berdilar, bu esa o'lchamlari 1 mm dan kam bo'lgan metall zarralari guruhiga ishora qiladi. Shu jumladan bitta metall kukuni, qotishma kukuni va metall xususiyatlarga ega ba'zi o'tga chidamli birikma kukunlari. Hozirgi vaqtda 3D bosib chiqarish metall kukunlari kobalt xrom qotishmasi, zanglamaydigan po'lat, sanoat po'lat, bronza qotishmasi, titanium qotishmasi va nikel alyuminiy qotishmasi va boshqalarni o'z ichiga oladi. Biroq, yaxshi plastikadan tashqari, 3D bosma metall kukunlari ham nozik talablarga javob berishi kerak. kukun zarralari hajmi, tor zarracha hajmi taqsimoti, yuqori sferiklik, yaxshi suyuqlik va yuqori hajmli zichlik.
Titan qotishmasidan 3D bosib chiqarish
Titanium qotishmasi yuqori haroratga chidamlilik, yuqori korroziyaga chidamlilik, yuqori kuch, past zichlik va biomoslashuv afzalliklariga ega va aerokosmik, kimyo sanoati, yadro sanoati, sport anjomlari va tibbiy asbob-uskunalar va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. An'anaviy zarb va quyma texnikasi bilan tayyorlangan titanium qotishma qismlari yuqori texnologiyali sohalarda keng qo'llanilgan. Boeing 747 samolyotida ishlatiladigan titan miqdori 42,7 tonnaga etadi. Biroq, an'anaviy zarb va quyma usullari bilan yirik titanium qotishma qismlarini ishlab chiqarish mahsulotning yuqori narxi, murakkab jarayon, past materiallardan foydalanish darajasi va qiyin keyingi ishlov berish kabi noqulay omillar tufayli kengroq qo'llanilishiga to'sqinlik qildi. Metall 3D bosib chiqarish texnologiyasi ushbu muammolarni tubdan hal qilishi mumkin, shuning uchun bu texnologiya so'nggi yillarda titanium qotishma qismlarini bevosita ishlab chiqarish uchun yangi texnologiyaga aylandi. Titan asosidagi yangi qotishmalarni ishlab chiqish titanium qotishmasi SLM ning amaliy tadqiqotlarining asosiy yo'nalishi hisoblanadi. Titan va titanium qotishmalarining past deformatsiyali qattiqlashuv indeksi (taxminan 0.15) tufayli, plastik kesish deformatsiyasiga qarshilik va aşınma qarshilik yomon, bu uning qismlarini yuqori harorat va korroziy aşınma sharoitida ishlatishni cheklaydi.
Zanglamaydigan po'latdan 3D bosib chiqarish
Zanglamaydigan po'latdan kimyoviy korroziyaga chidamlilik, yuqori haroratga chidamlilik va yaxshi mexanik xususiyatlarga ega. Yaxshi kukun shakllantirilishi, oddiy tayyorlash jarayoni va arzonligi tufayli u 3D metall bosib chiqarishda ishlatiladigan eng qadimgi materialdir. Misol uchun, Huazhong Fan va Texnologiya Universiteti, Nankin Aeronavtika va Astronavtika Universiteti, Shimoli-Sharqiy Universiteti va boshqa muassasalar metall 3D bosib chiqarish bo'yicha chuqur tadqiqotlar o'tkazdilar. Hozirgi tadqiqot asosan eritish jarayonida porozlikni kamaytirish, kuchini oshirish va metall kukunining sferoidizatsiya mexanizmiga qaratilgan. Li Ruidi va boshqalar. 304L zanglamaydigan po'lat kukunida SLM shakllantirish testlarini o'tkazish uchun turli jarayon parametrlaridan foydalangan, 304L zanglamaydigan po'latdan zichligi uchun empirik formulani olgan va don o'sishi mexanizmini umumlashtirgan.
Superqotishmalarni 3D bosib chiqarish
Superqotishmalar temir, nikel va kobaltga asoslangan metall materiallar sinfiga tegishli bo'lib, ular 600 darajadan yuqori haroratlarda va ma'lum stressli muhitlarda uzoq vaqt davomida ishlay oladi. U yuqori haroratga chidamliligi, yaxshi termal korroziyaga va oksidlanishga chidamliligiga, yaxshi plastika va qattiqlikka ega. Hozirgi vaqtda qotishma matritsasi turiga ko'ra, uni taxminan uch turga bo'lish mumkin: temir, nikel va kobalt asosidagi qotishmalar. Yuqori haroratli qotishmalar asosan yuqori samarali dvigatellarda qo'llaniladi. Zamonaviy ilg'or aero-dvigatellarda yuqori haroratli qotishma materiallar miqdori dvigatelning umumiy massasining 40 foizidan 60 foizigacha. Zamonaviy yuqori samarali aviadvigatellarning rivojlanishi super qotishmalarning xizmat ko'rsatish harorati va ishlashiga yuqori va yuqori talablarga ega. An'anaviy ingot metallurgiya jarayoni sekin sovutish tezligiga, ingotdagi ma'lum elementlarning va ikkinchi fazalarning jiddiy ajratilishiga, yomon issiq ishlov berishga, notekis tuzilishga va beqaror ishlashga ega. Metall 3D bosib chiqarish texnologiyasi super qotishmalarni shakllantirishdagi texnik qiyinchiliklarni hal qilishning yangi usuliga aylandi. NASA 2014-yil 22-avgustda oʻtkazilgan yuqori haroratda oʻt oldirish sinovida metall 3D bosib chiqarish texnologiyasida ishlab chiqarilgan raketa dvigatelining nozullari rekord darajada 9t tortishish hosil qilganini daʼvo qildi.
Alyuminiy qotishmasidan 3D bosib chiqarish
Eng engil strukturaviy qotishma sifatida alyuminiy qotishmasi o'zining yuqori mustahkamligi va damping xususiyatlari tufayli ko'plab amaliy sohalarda po'lat va alyuminiy qotishmasini almashtirish imkoniyatiga ega. Misol uchun, alyuminiy qotishmalarining avtomobil va samolyot qismlarida engil qo'llanilishi yoqilg'i sarfini va chiqindi chiqindilarini kamaytirishi mumkin. Alyuminiy qotishmasi in-situ parchalanishiga, past Young moduliga, inson suyagiga yaqin kuchga, mukammal bio-moslashuvga ega va jarrohlik implantatsiyasida an'anaviy qotishmalarga qaraganda ko'proq foydalanish istiqbollariga ega.
1990-yillarda metallni 3D bosib chiqarish texnologiyasi paydo bo'lgandan beri polimer materiallarni bosib chiqarish asta-sekin metall kukunlarini bosib chiqarishga qaratildi va ko'plab yangi texnologiyalar, yangi uskunalar va yangi materiallar ishlab chiqildi va qo'llaniladi. Hozirgi vaqtda axborot texnologiyalari innovatsiyalari sur'ati o'sishda davom etmoqda va sanoat ishlab chiqarishi aql va raqamlashtirishning yangi bosqichiga kirmoqda. 2014 yilda Germaniya "Sanoat 4.0" rivojlanish rejasini taklif qildi, bu sanoat sohasida buzuvchi o'zgarishlar va innovatsiyalarni keltirib chiqarishi mumkin va 3D bosib chiqarish texnologiyasi sanoat razvedkasini rivojlantirish uchun kuchli turtki bo'ladi. Metall kukunli 3D bosib chiqarish texnologiyasi ma'lum natijalarga erishdi, ammo moddiy darboğaz muqarrar ravishda 3D bosib chiqarish texnologiyasini targ'ib qilishga ta'sir qiladi va 3D bosib chiqarish texnologiyasi materiallarga yuqori talablarni qo'yadi. Sanoat 3D bosib chiqarish uchun mos bo'lgan ko'plab turdagi metall materiallar mavjud, ammo faqat maxsus chang materiallari sanoat ishlab chiqarish talablariga javob berishi mumkin.
3D bosma metall materiallarning kelajakdagi rivojlanish yo'nalishi asosan uchta jihatga ega:
Ulardan biri, mavjud materiallar asosida material tuzilishi va xususiyatlari o'rtasidagi bog'liqlik bo'yicha tadqiqotlarni kuchaytirish, materiallarning xususiyatlariga ko'ra jarayon parametrlarini yanada optimallashtirish, bosib chiqarish tezligini oshirish, g'ovaklik va kislorod miqdorini kamaytirish va sirt sifatini yaxshilash;
Ikkinchisi, metall 3D bosib chiqarish uchun mos bo'lishi uchun yangi materiallarni ishlab chiqish, masalan, mukammal korroziyaga chidamliligi, yuqori haroratga chidamliligi va keng qamrovli mexanik xususiyatlarga ega yangi materiallarni ishlab chiqish;
Uchinchisi, metall materiallarni bosib chiqarish texnik standartlarini institutsionalizatsiya va normallashtirishni amalga oshirish uchun 3D bosma metall kukunli materiallarning texnik standart tizimini qayta ko'rib chiqish va takomillashtirish.