Tecnología de impresión 3D y equipos de producción de materiales.

La tecnología de impresión 3D se originó en la década de 1990 y, debido a su principio especial de formación por deposición capa por capa, puede formar de forma rápida e integrada piezas estructurales complejas, y se considera una tecnología transformadora en el campo de la fabricación. La impresión 3D se conoce académicamente como Fabricación Rápida de Prototipos (RPM). La división técnica del proceso de Fabricación se denomina Fabricación Aditiva (AM).

Principio de la impresión 3D

La impresión 3D es un tipo de tecnología de creación rápida de prototipos, es un archivo de modelo digital basado en el uso de polvo de metal o plástico y otros materiales adhesivos, mediante la impresión capa por capa para construir la tecnología del objeto, su principio básico es el discreto. -principio de acumulación. El camino, la limitación y la forma de acumulación se obtienen discretamente, y el material se "superpone" para formar una entidad tridimensional mediante la acumulación. En primer lugar, el modelo 3D se obtiene en el sistema de software CAD o los datos de la superficie de la entidad de la pieza se miden con el instrumento de medición y se convierten en el modelo 3D. En segundo lugar, se procesa el modelo CAD, se discretiza el modelo CAD en una dirección determinada (generalmente en la dirección Z) y se estratifican los cortes planos. Luego, la información de estratificación discreta se combina con la información de los parámetros del proceso de conformado para convertir el código de control numérico de la máquina formadora, y el sistema CAM especial forma una pieza sólida 3D para controlar el material de manera regular y precisa.

Preparación de polvo para impresión 3D de metal

Debido a los exigentes requisitos de la tecnología de impresión 3D de metal para materiales en polvo metálico, es necesario cumplir con las condiciones de buena esfericidad, distribución estrecha del tamaño de partículas, bajo contenido de oxígeno y alta pureza, por lo que también se proponen equipos de producción de materiales en polvo. requisitos más altos. Existen principalmente tres tipos de tecnología de preparación de polvo de impresión 3D de metal: equipo de polvo de atomización de aire real, equipo de polvo de atomización de plasma y equipo de nodulización de plasma de radiofrecuencia.

Entre ellos, el equipo de producción de polvo atomizador Hunan Tianji True Air adopta la tecnología central de eficiente [atomizador de gas supersónico estrechamente acoplado], que mejora la tasa de calificación del polvo, reduce el consumo de aire y reduce los costos de producción. Al mismo tiempo, está equipado con un sistema de detección del contenido de oxígeno en línea para reducir el incremento de oxígeno, que es una herramienta útil para la producción de polvo esférico con impresión 3D.

La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, es un término general que cubre varios procesos distintos de impresión 3D. Estas tecnologías son mundos diferentes, pero los procesos clave son los mismos. Por ejemplo, toda impresión 3D comienza con un modelo digital porque la tecnología es de naturaleza digital. Una pieza o producto se diseña originalmente utilizando un software de diseño asistido por computadora (CAD) o un archivo electrónico obtenido de una biblioteca de piezas digitales. Luego, el archivo de diseño se divide en cortes o capas para la impresión 3D mediante un software especial de preparación de construcción, generando instrucciones de ruta que la impresora 3D debe seguir. A continuación aprenderá las diferencias entre estas tecnologías y los usos típicos de cada una.

Los tipos de fabricación aditiva se pueden dividir según los productos que producen o los tipos de materiales que utilizan, y la Organización Internacional de Normalización (ISO) los clasifica en siete tipos generales (pero estas siete categorías de impresión 3D también luchan por cubrir la creciente número de subtipos de tecnología y tecnologías híbridas).

● Extrusión de materiales

● Polimerización por reducción

● Fusión de lecho de polvo

● Inyección de material

● Aerosol adhesivo

● Deposición de energía dirigida

● Laminación de hojas

Clasificación de impresión 3D

Estereolitografía (SLA) , también conocida como estereolitografía, se basa en el principio de fotopolimerización de resinas fotosensibles líquidas, es decir, el material líquido se fotopolimeriza rápidamente bajo la irradiación de luz ultravioleta de una longitud de onda e intensidad específicas, y el material se transforma de líquido a sólido. El tanque de líquido se llena con resina fotosensible líquida y el rayo láser se puede escanear sobre la superficie del líquido bajo la acción del espejo de desviación, y el líquido se cura donde se escanea el punto de luz. Cuando se completa una capa de escaneo, el área no iluminada sigue siendo resina líquida. La plataforma elevadora empuja la plataforma hacia abajo y la capa formada se cubre con una capa de resina, y el raspador aplana la superficie líquida de la resina con gran viscosidad y luego escanea la siguiente capa. La capa recién curada se pega firmemente a la capa anterior, y así sucesivamente hasta fabricar toda la pieza y obtener un modelo sólido tridimensional.

Tecnología de fabricación de sólidos en capas (LOM) consiste en formar piezas cortando con láser y uniendo materiales finos (como papel recubierto en la parte posterior), también conocida como fabricación sólida laminada. El proceso consiste en pegar primero el papel recubierto con pegamento termofusible a través del rodillo calefactor unido a presión, en este momento ubicado encima del láser de acuerdo con los datos obtenidos por el modelo CAD estratificado, cortar una capa de papel en el contorno interno y externo. de la pieza, y luego se superpone una nueva capa de papel en la parte superior, unidas entre sí por el dispositivo de prensado en caliente, el láser se corta nuevamente. Este método se caracteriza por una alta tasa de formación y un bajo coste.

Sinterización selectiva por láser (SLS) Calienta selectivamente polvos fusibles o no metálicos (como parafina, plástico, arena de resina, nailon, etc.) capa por capa a través de un rayo láser para alcanzar la temperatura de sinterización y sinterizar para darle forma. Cuando se completa la primera capa de sinterización, el banco de trabajo reduce la altura de la siguiente capa, esparce el polvo de la siguiente capa y luego escanea la segunda capa, la capa recién sinterizada se une firmemente a la capa anterior, y así sucesivamente. y finalmente entidad tridimensional sinterizada correspondiente al modelo CAD.

El principio básico de FDM es controlar la boquilla calefactora para que se mueva en el plano XY y en la dirección Z de acuerdo con la información del perfil de la sección transversal. El material del alambre (como alambre de plástico, alambre de parafina, etc.) se envía a la boquilla mediante el mecanismo de suministro de alambre, se calienta y se funde en la boquilla, y luego se recubre selectivamente sobre la mesa de trabajo, se enfría rápidamente para formar una capa de cruz. -Contorno de sección, superposición de capa sobre capa y finalmente convertirse en un prototipo rápido. El principio del proceso de moldeo se puede utilizar para fabricar moldes de cera para fundición de precisión y moldes hembra para fundición. Es una forma eficaz de desarrollar la fabricación micromecánica.

Oportunidades y desafíos

En la actualidad, la industria de la impresión 3D se centra en los campos aeroespacial, automotriz, de equipos médicos y otros, y la escala se expande constantemente y el nivel técnico mejora constantemente. El apoyo político relevante, incluida una gran cantidad de inversión en investigación y desarrollo, subvenciones para la innovación y políticas preferenciales, ha promovido el desarrollo de la industria. Al mismo tiempo, la industria de la impresión 3D está enfrentando muchos desafíos, como limitaciones de materiales, mecánicas y costos. La industria de fabricación aditiva se encuentra en la intersección de la innovación y la transformación económica, y el futuro está lleno de desafíos y oportunidades.