Teknologi pencetakan 3D dan peralatan produksi material

Teknologi pencetakan 3D berasal dari tahun 1990-an, karena prinsip pembentukan deposisi lapis demi lapis yang khusus, dapat dengan cepat dan terintegrasi membentuk bagian-bagian struktural yang kompleks, dianggap sebagai teknologi transformatif di bidang manufaktur. Pencetakan 3D secara akademis dikenal sebagai Rapid Prototyping Manufacturing (RPM). Pembagian teknis proses Manufaktur disebut Additive Manufacturing (AM).

Prinsip pencetakan 3D

Pencetakan 3D adalah sejenis teknologi prototyping cepat, ini adalah file model digital berdasarkan penggunaan bubuk logam atau plastik dan bahan perekat lainnya, melalui pencetakan lapis demi lapis untuk membuat teknologi objek, prinsip dasarnya adalah diskrit -prinsip akumulasi. Jalur, batasan, dan cara akumulasi diperoleh secara terpisah, dan materi “ditumpangkan” untuk membentuk entitas tiga dimensi melalui akumulasi. Pertama, model 3D diperoleh dalam sistem perangkat lunak CAD atau data permukaan entitas bagian diukur dengan alat ukur dan diubah menjadi model 3D. Kedua, model CAD diproses, dan model CAD didiskritisasi sepanjang arah tertentu (biasanya arah Z), dan irisan bidang distratifikasi. Kemudian informasi stratifikasi diskrit digabungkan dengan informasi parameter proses pembentukan untuk mengubah kode kontrol numerik mesin pembentuk, dan bagian padat 3D dibentuk oleh sistem CAM khusus untuk mengontrol material secara teratur dan akurat.

Persiapan bubuk pencetakan 3D logam

Karena tuntutan persyaratan teknologi pencetakan 3D logam untuk bahan serbuk logam, maka perlu memenuhi kondisi kebulatan yang baik, distribusi ukuran partikel yang sempit, kandungan oksigen rendah, dan kemurnian tinggi, sehingga peralatan produksi bahan serbuk juga dikedepankan. persyaratan yang lebih tinggi. Terutama ada tiga jenis teknologi persiapan bubuk pencetakan 3D logam: peralatan bubuk atomisasi udara nyata, peralatan bubuk atomisasi plasma, dan peralatan nodulisasi plasma frekuensi radio.

Diantaranya, peralatan produksi bubuk atomisasi Hunan Tianji True Air mengadopsi teknologi inti [alat penyemprot gas supersonik yang dipasangkan erat] yang efisien, yang meningkatkan tingkat kualifikasi bubuk, mengurangi konsumsi udara, dan mengurangi biaya produksi. Pada saat yang sama, ia dilengkapi dengan sistem deteksi kandungan oksigen online untuk mengurangi penambahan oksigen, yang merupakan alat tajam untuk produksi bubuk bulat pencetakan 3D.

Pencetakan 3D, juga dikenal sebagai manufaktur aditif, adalah istilah umum yang mencakup beberapa proses pencetakan 3D yang berbeda. Teknologi-teknologi ini sangat berbeda satu sama lain, namun proses utamanya tetap sama. Misalnya, semua pencetakan 3D dimulai dengan model digital karena teknologinya bersifat digital. Suatu suku cadang atau produk pada awalnya dirancang menggunakan perangkat lunak desain berbantuan komputer (CAD) atau file elektronik yang diperoleh dari perpustakaan suku cadang digital. File desain kemudian dipecah menjadi beberapa bagian atau lapisan untuk pencetakan 3D oleh perangkat lunak persiapan pembuatan khusus, menghasilkan instruksi jalur untuk diikuti oleh printer 3D. Selanjutnya Anda akan mempelajari perbedaan antara teknologi ini dan kegunaan masing-masing teknologi tersebut.

Jenis manufaktur aditif dapat dibagi menurut produk yang mereka hasilkan atau jenis bahan yang mereka gunakan, dan Organisasi Internasional untuk Standar (ISO) mengklasifikasikannya menjadi tujuh jenis umum (tetapi tujuh kategori pencetakan 3D ini juga kesulitan untuk mencakup pertumbuhan jumlah subtipe teknologi dan teknologi hybrid).

● Ekstrusi material

● Polimerisasi reduksi

● Fusi lapisan bubuk

● Injeksi bahan

● Semprotan perekat

● Deposisi energi terarah

● Laminasi lembaran

Klasifikasi pencetakan 3D

Stereolitografi (SLA) , juga dikenal sebagai stereolitografi, didasarkan pada prinsip fotopolimerisasi resin fotosensitif cair, yaitu bahan cair dengan cepat melakukan fotopolimerisasi di bawah penyinaran sinar ultraviolet dengan panjang gelombang dan intensitas tertentu, dan bahan tersebut berubah dari cair menjadi padat. Tangki cairan diisi dengan resin fotosensitif cair, dan sinar laser dapat dipindai pada permukaan cairan di bawah aksi cermin defleksi, dan cairan tersebut disembuhkan di tempat titik cahaya dipindai. Ketika lapisan pemindaian selesai, area yang tidak diterangi masih berupa resin cair. Platform pengangkat mendorong platform ke bawah, dan lapisan yang terbentuk ditutupi dengan lapisan resin, dan pengikis meratakan permukaan cair resin dengan viskositas besar, dan kemudian memindai lapisan berikutnya. Lapisan yang baru diawetkan menempel kuat pada lapisan sebelumnya, dan seterusnya hingga seluruh bagian diproduksi, dan diperoleh model padat tiga dimensi.

Teknologi manufaktur padat berlapis (LOM) adalah membentuk bagian-bagian dengan pemotongan laser dan merekatkan bahan tipis (seperti kertas yang dilapisi di sisi belakang), juga dikenal sebagai manufaktur padat laminasi. Prosesnya pertama-tama rekatkan kertas yang dilapisi lem panas meleleh melalui tekanan roller pemanas yang diikat menjadi satu, kali ini terletak di atas laser sesuai data yang diperoleh model CAD bertingkat, potong lapisan kertas menjadi garis luar dan dalam. bagian tersebut, dan kemudian lapisan kertas baru ditumpangkan di atasnya, diikat menjadi satu dengan alat pengepres panas, laser dipotong lagi. Metode ini mempunyai ciri kecepatan pembentukan yang tinggi dan biaya yang rendah.

Sintering laser selektif (SLS) secara selektif memanaskan bubuk yang dapat melebur atau non-logam (seperti parafin, plastik, pasir resin, nilon, dll.) lapis demi lapis melalui sinar laser untuk mencapai suhu sintering dan membentuk sinter. Ketika sintering lapisan pertama selesai, meja kerja menurunkan ketinggian lapisan berikutnya, menyebarkan bubuk lapisan berikutnya, lalu memindai lapisan kedua, lapisan yang baru disinter terikat kuat ke lapisan sebelumnya, dan seterusnya, dan akhirnya menyinter entitas tiga dimensi yang sesuai dengan model CAD.

Prinsip dasar FDM adalah mengontrol nosel pemanas agar bergerak pada bidang XY dan arah Z sesuai dengan informasi profil penampang. Bahan kawat (seperti kawat plastik, kawat parafin, dll.) dikirim ke nosel melalui mekanisme suplai kawat, dipanaskan dan dilebur di dalam nosel, lalu dilapisi secara selektif di atas meja kerja, didinginkan dengan cepat hingga membentuk lapisan salib -bagian garis besar, superposisi lapis demi lapis dan akhirnya menjadi prototipe cepat. Prinsip proses pencetakan dapat digunakan untuk membuat cetakan lilin untuk pengecoran presisi dan cetakan betina untuk pengecoran. Ini adalah cara yang efektif untuk mengembangkan manufaktur mikromekanis.

Peluang dan tantangan

Saat ini, industri percetakan 3D berfokus pada bidang kedirgantaraan, otomotif, peralatan medis, dan bidang lainnya, dan skalanya terus berkembang dan tingkat teknisnya terus meningkat. Dukungan kebijakan yang relevan, termasuk sejumlah besar investasi penelitian dan pengembangan, hibah inovasi dan kebijakan preferensial, telah mendorong perkembangan industri ini. Pada saat yang sama, industri percetakan 3D menghadapi banyak tantangan, seperti material, keterbatasan mekanis, dan biaya. Industri manufaktur aditif berada di persimpangan antara inovasi dan transformasi ekonomi, dan masa depan penuh dengan tantangan dan peluang.