Tecnologia de impressão 3D e equipamentos de produção de materiais

A tecnologia de impressão 3D originada na década de 1990, devido ao seu princípio especial de formação de deposição camada por camada, pode formar de forma rápida e integrada de peças estruturais complexas, é considerada uma tecnologia transformadora no campo da fabricação. A impressão 3D é conhecida academicamente como Rapid Prototyping Manufacturing (RPM). A divisão técnica do processo de Fabricação é chamada de Manufatura Aditiva (AM).

Princípio da impressão 3D

A impressão 3D é um tipo de tecnologia de prototipagem rápida, é um arquivo de modelo digital baseado no uso de metal em pó ou plástico e outros materiais adesivos, através da impressão camada por camada para construir a tecnologia do objeto, seu princípio básico é o discreto -princípio de acumulação. O caminho, a limitação e a forma de acumulação são obtidos de forma discreta, e o material é “sobreposto” para formar uma entidade tridimensional por meio da acumulação. Primeiramente, o modelo 3D é obtido no sistema de software CAD ou os dados de superfície da entidade da peça são medidos pelo instrumento de medição e convertidos no modelo 3D. Em segundo lugar, o modelo CAD é processado e o modelo CAD é discretizado ao longo de uma determinada direção (geralmente direção Z) e as fatias planas são estratificadas. Em seguida, as informações de estratificação discreta são combinadas com as informações dos parâmetros do processo de formação para converter o código de controle numérico da máquina de formação, e uma peça sólida 3D é formada pelo sistema CAM especial para controlar o material regularmente e com precisão.

Preparação de pó para impressão 3D de metal

Devido aos exigentes requisitos da tecnologia de impressão 3D de metal para materiais em pó metálico, é necessário atender às condições de boa esfericidade, distribuição estreita de tamanho de partícula, baixo teor de oxigênio e alta pureza, portanto, o equipamento de produção de materiais em pó também é apresentado. requisitos mais elevados. Existem principalmente três tipos de tecnologia de preparação de pó para impressão 3D de metal: equipamento de atomização de ar real, equipamento de atomização de plasma e equipamento de nodulização de plasma de radiofrequência.

Entre eles, o equipamento de produção de pó atomizador Hunan Tianji True Air adota a tecnologia central de eficiente [atomizador de gás supersônico fortemente acoplado], que melhora a taxa de qualificação de pó, reduz o consumo de ar e reduz os custos de produção. Ao mesmo tempo, é equipado com um sistema online de detecção de conteúdo de oxigênio para reduzir o incremento de oxigênio, que é uma ferramenta afiada para a produção de pó esférico por impressão 3D.

A impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, é um termo genérico que abrange vários processos distintos de impressão 3D. Essas tecnologias estão em mundos separados, mas os processos principais são os mesmos. Por exemplo, toda impressão 3D começa com um modelo digital porque a tecnologia é de natureza digital. Uma peça ou produto é originalmente projetado usando software de design auxiliado por computador (CAD) ou um arquivo eletrônico obtido de uma biblioteca de peças digitais. O arquivo de design é então dividido em fatias ou camadas para impressão 3D por um software especial de preparação de construção, gerando instruções de caminho a serem seguidas pela impressora 3D. A seguir você aprenderá as diferenças entre essas tecnologias e os usos típicos de cada uma.

Os tipos de manufatura aditiva podem ser divididos de acordo com os produtos que produzem ou os tipos de materiais que utilizam, com a Organização Internacional de Padrões (ISO) classificando-os em sete tipos gerais (mas essas sete categorias de impressão 3D também lutam para cobrir o crescente número de subtipos de tecnologia e tecnologias híbridas).

● Extrusão de materiais

● Polimerização por redução

● Fusão em leito de pó

● Injeção de material

● Spray adesivo

● Deposição direcionada de energia

● Laminação de folhas

Classificação de impressão 3D

Estereolitografia (SLA) , também conhecida como estereolitografia, baseia-se no princípio da fotopolimerização de resinas fotossensíveis líquidas, ou seja, o material líquido fotopolimeriza rapidamente sob a irradiação de luz ultravioleta de comprimento de onda e intensidade específicos, e o material se transforma de líquido em sólido. O tanque de líquido é preenchido com resina fotossensível líquida, e o feixe de laser pode ser escaneado na superfície do líquido sob a ação do espelho de deflexão, e o líquido é curado onde o ponto de luz é escaneado. Quando uma camada de digitalização é concluída, a área não iluminada ainda é resina líquida. A plataforma elevatória abaixa a plataforma, e a camada formada é coberta com uma camada de resina, e o raspador aplaina a superfície líquida da resina com grande viscosidade e, em seguida, varre a próxima camada. A camada recém curada é firmemente aderida à camada anterior e assim sucessivamente até que toda a peça seja fabricada e um modelo sólido tridimensional seja obtido.

Tecnologia de fabricação sólida em camadas (LOM) é formar peças por corte a laser e colagem de materiais finos (como papel revestido no verso), também conhecido como fabricação de sólidos laminados. O processo consiste primeiro em colar o papel revestido com cola hot melt através do rolo de aquecimento colado por pressão, neste momento localizado acima do laser de acordo com os dados obtidos pelo modelo CAD estratificado, cortar uma camada de papel no contorno interno e externo da peça e, em seguida, uma nova camada de papel é sobreposta no topo, colada pelo dispositivo de prensagem a quente, o laser é cortado novamente. Este método é caracterizado por alta taxa de conformação e baixo custo.

Sinterização seletiva a laser (SLS) aquece seletivamente pós fusíveis ou não metálicos (como parafina, plástico, areia de resina, náilon, etc.) camada por camada através de um feixe de laser para atingir a temperatura de sinterização e sinterizar na forma. Quando a primeira camada de sinterização estiver concluída, a bancada abaixa a altura da próxima camada, espalha o pó da próxima camada e, em seguida, escaneia a segunda camada, a camada recém-sinterizada está firmemente ligada à camada anterior e assim por diante, e finalmente entidade tridimensional sinterizada correspondente ao modelo CAD.

O princípio básico do FDM é controlar o bocal de aquecimento para se mover no plano XY e na direção Z de acordo com as informações do perfil da seção transversal. O material do fio (como fio plástico, fio de parafina, etc.) é enviado ao bico pelo mecanismo de fornecimento de fio, aquecido e derretido no bico e, em seguida, revestido seletivamente na mesa de trabalho, resfriado rapidamente para formar uma camada de cruz -contorno de seção, superposição de camada sobre camada e, finalmente, tornar-se um protótipo rápido. O princípio do processo de moldagem pode ser usado para fazer moldes de cera para fundição de precisão e moldes fêmeas para fundição. É uma forma eficaz de desenvolver a fabricação micromecânica.

Oportunidades e desafios

Atualmente, a indústria de impressão 3D concentra-se nas áreas aeroespacial, automotiva, de equipamentos médicos e outras áreas, e a escala está em constante expansão e o nível técnico está em constante melhoria. O apoio político relevante, incluindo uma grande quantidade de investimento em investigação e desenvolvimento, subvenções à inovação e políticas preferenciais, promoveu o desenvolvimento da indústria. Ao mesmo tempo, a indústria de impressão 3D enfrenta muitos desafios, como materiais, limitações mecânicas e custos. A indústria de fabrico aditivo está na intersecção da inovação e da transformação económica, e o futuro está cheio de desafios e oportunidades.