Hei ada! Sebagai pembekal dalam industri percetakan 3D logam, saya telah melihat secara langsung potensi teknologi ini. Ia membuka dunia baru kemungkinan untuk mewujudkan bahagian -bahagian kompleks yang pernah mustahil atau sangat sukar untuk dibuat. Tetapi seperti mana -mana teknologi, percetakan logam 3D juga mempunyai batasannya, terutamanya ketika mencetak geometri kompleks. Mari menyelam dan melihat dengan lebih dekat.
Kemasan permukaan dan post - pemprosesan
Salah satu batasan terbesar dalam geometri kompleks percetakan 3D logam ialah kemasan permukaan. Tidak sepertiPercetakan 3D plastik, di mana anda sering boleh mendapatkan permukaan yang agak licin dari pencetak, percetakan logam 3D biasanya menghasilkan permukaan kasar. Ini disebabkan oleh serbuk logam dicairkan dan lapisan kukuh oleh lapisan.
Untuk geometri yang kompleks, masalah semakin teruk. Di kawasan -kawasan yang mempunyai keterangan atau butiran yang rumit, kemasan permukaan boleh menjadi tidak sekata. Sebagai contoh, sebahagiannya dengan saluran dalaman kecil atau dinding nipis, kekasaran permukaan boleh begitu tinggi sehingga ia mempengaruhi fungsi bahagian.
Untuk mendapatkan kemasan permukaan yang lebih baik, pemprosesan post hampir selalu diperlukan. Ini boleh melibatkan proses seperti pemesinan, penggilap, atau sandblasting. Tetapi geometri kompleks pemprosesan pos boleh menjadi sangat mencabar. Pemesinan ciri dalaman kecil boleh menjadi sukar kerana alat mungkin tidak dapat mencapai semua bidang. Menggilap bentuk kompleks secara merata juga sakit di leher, kerana sukar untuk menggunakan tekanan yang konsisten. Dan sandblasting kadang -kadang boleh merosakkan ciri -ciri halus.
Tekanan dan gangguan sisa
Semasa proses percetakan 3D logam, banyak haba dihasilkan sebagai serbuk logam cair. Apabila logam cair sejuk dan menguatkan, ia kontrak. Penguncupan ini boleh menimbulkan tekanan sisa dalam bahagian yang dicetak.
Dalam geometri kompleks, tekanan sisa ini boleh menjadi sakit kepala yang sebenar. Bahagian geometri yang berlainan mungkin sejuk pada kadar yang berbeza, yang membawa kepada pengagihan tekanan yang tidak sekata. Ini boleh menyebabkan bahagian mengganggu atau bahkan retak.
Sebagai contoh, dalam bahagian dengan bahagian tebal dan nipis, bahagian tebal sejuk lebih perlahan daripada yang nipis. Perbezaan dalam kadar penyejukan boleh mewujudkan daya dalaman yang menarik bahagian keluar dari bentuk. Dan jika bahagian itu mempunyai struktur kekisi yang kompleks atau banyak lompang dalaman, ia menjadi lebih sukar untuk meramalkan dan menguruskan tekanan sisa.
Untuk menangani tekanan sisa, rawatan haba sering digunakan. Tetapi haba merawat geometri kompleks boleh menjadi rumit. Bahagian ini perlu dipanaskan dan disejukkan dengan cara yang sangat terkawal untuk melegakan tekanan tanpa menyebabkan kerosakan selanjutnya. Dan dalam beberapa kes, mungkin tidak mungkin untuk menghapuskan tekanan sisa sepenuhnya, yang bermaksud bahagian mungkin tidak memenuhi ketepatan dimensi yang diperlukan.
Struktur sokongan
Apabila mencetak geometri kompleks dengan overhangs atau ciri -ciri yang tidak disokong, struktur sokongan biasanya diperlukan. Struktur sokongan ini memegang bahagian yang menggantung di tempat semasa proses percetakan, menghalang mereka daripada runtuh.
Walau bagaimanapun, struktur sokongan datang dengan masalah mereka sendiri. Pertama sekali, mereka bentuk dan menjana struktur sokongan untuk geometri kompleks boleh menjadi sangat masa - memakan. Perisian ini perlu mengira penempatan dan bentuk sokongan terbaik untuk memastikan bahagian dicetak dengan jayanya.
Mengeluarkan struktur sokongan selepas percetakan juga boleh menjadi masalah. Dalam geometri kompleks, sokongan mungkin berada di tempat yang sukar. Dan membuangnya kadang -kadang boleh merosakkan bahagian itu sendiri. Sebagai contoh, jika sokongan dilampirkan pada ciri yang halus, pryingnya boleh memecahkan ciri tersebut.
Selain itu, struktur sokongan menambah kos proses percetakan. Mereka menggunakan serbuk logam tambahan, yang bermaksud lebih banyak bahan dibazirkan. Dan masa yang dibelanjakan untuk mereka bentuk dan mengeluarkan sokongan juga meningkatkan masa pengeluaran keseluruhan.
Batasan bahan
Tidak semua logam sesuai untuk geometri kompleks percetakan 3D. Sesetengah logam mempunyai aliran yang lemah dalam keadaan cair mereka, yang menjadikannya sukar untuk mencetak butiran halus. Sebagai contoh, logam dengan kelikatan yang tinggi mungkin tidak merebak secara merata semasa proses percetakan, mengakibatkan jurang atau lapisan yang tidak sekata.
Ciri -ciri mekanikal logam bercetak juga boleh menjadi batasan. Dalam geometri kompleks, cara logam menguatkan dapat mempengaruhi struktur mikrostruktur dan mekanikalnya. Sebagai contoh, di kawasan yang mempunyai penyejukan yang cepat, logam mungkin mempunyai mikrostruktur yang halus, yang boleh menjadikannya rapuh.
Dan sesetengah logam lebih mudah retak atau keliangan semasa proses percetakan 3D. Hal ini terutama berlaku untuk aloi dengan komposisi kompleks. Apabila mencetak geometri kompleks, isu -isu ini boleh diperbesar kerana pengedaran penyejukan dan tekanan yang tidak sekata.
Kekangan reka bentuk
Walaupun percetakan 3D logam membolehkan lebih banyak kebebasan reka bentuk berbanding dengan kaedah pembuatan tradisional, masih terdapat beberapa kekangan reka bentuk ketika datang ke geometri kompleks.
Saiz ciri minimum adalah satu kekangan sedemikian. Oleh kerana batasan proses percetakan, terdapat batas betapa kecilnya ciri yang dapat dicetak. Sebagai contoh, mungkin sangat sukar untuk mencetak lubang dengan diameter kurang dari 1 mm atau ketebalan dinding kurang dari 0.5 mm.
Nisbah aspek ciri juga penting. Dalam geometri kompleks, ciri -ciri dengan nisbah aspek yang tinggi (contohnya, struktur panjang dan nipis) boleh mencabar untuk mencetak. Ciri -ciri ini lebih cenderung untuk meledingkan atau memecahkan semasa proses percetakan kerana tekanan sisa dan kekurangan sokongan.
Satu lagi kekangan reka bentuk ialah orientasi bahagian semasa percetakan. Orientasi boleh memberi impak besar kepada kualiti bahagian yang dicetak. Untuk geometri yang kompleks, mencari orientasi yang optimum boleh menjadi otak sebenar - penggoda. Orientasi yang salah boleh membawa kepada lebih banyak struktur sokongan, tekanan sisa yang lebih tinggi, atau kemasan permukaan yang lebih buruk.
Kos
Mari bercakap mengenai kos. Geometri kompleks percetakan 3D logam mahal. Kos serbuk logam itu sendiri agak tinggi, terutamanya untuk aloi prestasi tinggi. Dan seperti yang telah kita bincangkan, pemprosesan pos, berurusan dengan tekanan sisa, dan menggunakan struktur sokongan semuanya menambah kos.
Masa pengeluaran yang lebih lama juga menyumbang kepada kos yang tinggi. Merancang struktur sokongan kompleks, melakukan pemprosesan pos, dan memanaskan bahagian boleh mengambil masa yang lama. Dan dalam dunia perniagaan, masa adalah wang.
Untuk pengeluaran atau prototaip skala kecil, kos mungkin lebih diterima. Tetapi untuk pengeluaran skala besar, kos geometri kompleks percetakan logam 3D yang tinggi boleh menjadi penghalang utama.
Kesimpulan
Walaupun batasannya, percetakan logam 3D masih merupakan teknologi yang luar biasa dengan banyak potensi. PadaPercetakan 3D logam, kami sentiasa berusaha untuk mengatasi cabaran -cabaran ini. Kami melabur dalam penyelidikan untuk membangunkan proses percetakan yang lebih baik, bahan yang lebih sesuai, dan teknik pemprosesan pos yang lebih bijak.
Jika anda berminat dengan percetakan 3D logam dan ingin membincangkan bagaimana kami dapat bekerjasama untuk mengatasi batasan -batasan ini untuk projek khusus anda, jangan ragu untuk menjangkau. Kami di sini untuk membantu anda menjadikan idea reka bentuk kompleks anda menjadi kenyataan. Sama ada prototaip atau pengeluaran skala besar, kami mendapat kepakaran dan alat untuk mendapatkan pekerjaan yang dilakukan.
Rujukan
- Gibson, I., Rosen, DW, & Stucker, B. (2015). Teknologi Pembuatan Aditif: Percetakan 3D, Prototaip Rapid, dan Pengilangan Digital Langsung. Springer.
- Kruth, J. - P., Leu, MC, & Nakagawa, T. (2007). Kemajuan dalam pembuatan aditif dan prototaip pesat. CIRP Annals - Teknologi Pembuatan, 56 (2), 525 - 546.
- Levy, Gn, Schindel, R., & Kruth, J. - P. (2003). Pembuatan pesat dan perkakas cepat dengan teknologi pembuatan berlapis (LM), keadaan seni dan perspektif masa depan. CIRP Annals - Teknologi Pembuatan, 52 (2), 589 - 609.
