3D baskı teknolojisi ve malzeme üretim ekipmanları

1990'lı yıllarda ortaya çıkan 3D baskı teknolojisi, özel katman katman biriktirme şekillendirme prensibi nedeniyle karmaşık yapısal parçaların hızlı ve entegre bir şekilde şekillendirilebilmesi nedeniyle, imalat alanında dönüştürücü bir teknoloji olarak kabul edilmektedir. 3D baskı, akademik olarak Hızlı Prototip Üretimi (RPM) olarak bilinir. Üretim sürecinin teknik bölümüne Eklemeli Üretim (AM) adı verilir.

3D baskı prensibi

3D baskı bir tür hızlı prototipleme teknolojisidir, nesne teknolojisini oluşturmak için katman katman baskı yoluyla toz metal veya plastik ve diğer yapışkan malzemelerin kullanımına dayanan dijital bir model dosyasıdır, temel prensibi ayrıktır. -birikim ilkesi. Biriktirmenin yolu, sınırlaması ve şekli ayrı ayrı elde ediliyor ve malzeme, birikim yoluyla üç boyutlu bir varlık oluşturacak şekilde "üst üste bindiriliyor". Öncelikle CAD yazılım sisteminde 3D model elde edilir veya parçanın yüzey verileri ölçüm cihazı ile ölçülerek 3D modele dönüştürülür. İkinci olarak, CAD modeli işlenir ve CAD modeli belirli bir yön (genellikle Z yönü) boyunca ayrıklaştırılır ve düzlem dilimleri katmanlandırılır. Daha sonra ayrık tabakalaşma bilgileri, şekillendirme makinesinin sayısal kontrol kodunu dönüştürmek için şekillendirme prosesi parametre bilgileriyle birleştirilir ve malzemeyi düzenli ve doğru bir şekilde kontrol etmek için özel CAM sistemi tarafından 3 boyutlu bir katı parça oluşturulur.

Metal 3D baskı tozu hazırlama

Metal tozu malzemeler için metal 3D baskı teknolojisinin zorlu gereklilikleri nedeniyle, iyi küresellik, dar parçacık boyutu dağılımı, düşük oksijen içeriği ve yüksek saflık koşullarının karşılanması gerekir, bu nedenle toz malzemelerin üretim ekipmanı da öne sürülmektedir. daha yüksek gereksinimler. Esas olarak üç çeşit metal 3D baskı tozu hazırlama teknolojisi vardır: gerçek hava atomizasyon tozu ekipmanı, plazma atomizasyon tozu ekipmanı ve radyo frekansı plazma nodülizasyon ekipmanı.

Bunların arasında, Hunan Tianji True Air atomize toz üretim ekipmanı, toz yeterlilik oranını artıran, hava tüketimini azaltan ve üretim maliyetlerini azaltan verimli [sıkıca bağlanmış süpersonik gaz atomizer] çekirdek teknolojisini benimser. Aynı zamanda, 3D baskı küresel toz üretimi için keskin bir araç olan oksijen artışını azaltmak için çevrimiçi oksijen içeriği algılama sistemi ile donatılmıştır.

Eklemeli üretim olarak da bilinen 3D baskı, birkaç farklı 3D baskı sürecini kapsayan bir şemsiye terimdir. Bu teknolojiler dünyalar kadar farklıdır ancak temel süreçler aynıdır. Örneğin, teknolojinin doğası gereği dijital olması nedeniyle tüm 3D baskılar dijital bir modelle başlar. Bir parça veya ürün orijinal olarak bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımı veya dijital parça kütüphanesinden elde edilen bir elektronik dosya kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarım dosyası daha sonra özel yapı hazırlama yazılımı tarafından 3D baskı için dilimlere veya katmanlara bölünür ve 3D yazıcının takip edeceği yol talimatları oluşturulur. Daha sonra bu teknolojiler arasındaki farkları ve her birinin tipik kullanımlarını öğreneceksiniz.

Eklemeli üretim türleri, ürettikleri ürünlere veya kullandıkları malzeme türlerine göre bölünebilir; Uluslararası Standartlar Örgütü (ISO) bunları yedi genel türe sınıflandırır (ancak bu yedi 3D baskı kategorisi aynı zamanda büyüyen üretim kapsamını da kapsamak için mücadele etmektedir). teknoloji alt türlerinin ve hibrit teknolojilerin sayısı).

● Malzeme ekstrüzyonu

● İndirgeme polimerizasyonu

● Toz yatağı füzyonu

● Malzeme enjeksiyonu

● Yapışkan sprey

● Yönlendirilmiş enerji birikimi

● Sayfa laminasyonu

3D baskı sınıflandırması

Stereolitografi (SLA) Stereolitografi olarak da bilinen sıvı ışığa duyarlı reçinelerin fotopolimerizasyonu prensibine dayanır, yani sıvı malzeme belirli bir dalga boyu ve yoğunluktaki ultraviyole ışığın ışınlanması altında hızla fotopolimerize olur ve malzeme sıvıdan katıya dönüşür. Sıvı tankı, sıvı ışığa duyarlı reçine ile doldurulur ve lazer ışını, saptırma aynasının etkisi altında sıvı yüzeyinde taranabilir ve ışık noktasının tarandığı yerde sıvı kürlenir. Bir tarama katmanı tamamlandığında aydınlatılmayan alan hala sıvı reçinedir. Kaldırma platformu, platformu aşağı doğru hareket ettirir ve oluşan katman bir reçine tabakasıyla kaplanır ve kazıyıcı, reçinenin sıvı yüzeyini büyük viskoziteyle düzleştirir ve ardından bir sonraki katmanı tarar. Yeni kürlenen katman, önceki katmana sıkı bir şekilde yapıştırılır ve bu, tüm parça üretilinceye ve üç boyutlu bir katı model elde edilene kadar devam eder.

Katmanlı katı üretim teknolojisi (LOM) lamine katı imalat olarak da bilinen ince malzemeleri (arka tarafı kağıt kaplı gibi) lazerle kesip yapıştırarak parça oluşturmaktır. İşlem, öncelikle sıcak tutkalla kaplanmış kağıdın, katmanlı CAD modeliyle elde edilen verilere göre lazerin üzerinde bulunan, birbirine bağlanan ısıtma silindiri basıncıyla yapıştırılması, iç ve dış hatlara bir kağıt katmanı kesilmesidir. parçanın üstüne yeni bir kağıt tabakası uygulanır, sıcak presleme cihazıyla birbirine bağlanır ve lazer tekrar kesilir. Bu yöntem, yüksek şekillendirme hızı ve düşük maliyet ile karakterize edilir.

Seçici lazer sinterleme (SLS) sinterleme sıcaklığına ulaşmak ve sinterleyerek şekil vermek için eriyebilir veya metalik olmayan tozları (parafin, plastik, reçine kumu, naylon vb.) bir lazer ışını aracılığıyla katman katman seçici olarak ısıtır. İlk sinterleme katmanı tamamlandığında, tezgah bir sonraki katmanın yüksekliğini düşürür, bir sonraki katmanın tozunu yayar ve ardından ikinci katmanı tarar, yeni sinterlenmiş katman önceki katmana sıkıca bağlanır ve bu böyle devam eder. ve son olarak CAD modeline karşılık gelen sinterlenmiş üç boyutlu varlık.

FDM'nin temel prensibi, ısıtma nozulunun kesit profili bilgisine göre XY düzleminde ve Z yönünde hareket etmesini kontrol etmektir. Tel malzemesi (plastik tel, parafin teli vb. gibi) tel besleme mekanizması tarafından nozüle gönderilir, nozulda ısıtılır ve eritilir ve daha sonra çalışma masası üzerinde seçici olarak kaplanır, bir çapraz tabaka oluşturmak üzere hızla soğutulur. bölüm taslağı, katman katman üst üste bindirme ve sonunda hızlı bir prototip haline gelir. Kalıplama işleminin prensibi, hassas döküm için mum kalıpları ve döküm için dişi kalıpların yapımında kullanılabilir. Mikromekanik üretimi geliştirmenin etkili bir yoludur.

Fırsatlar ve zorluklar

Şu anda 3D baskı endüstrisi havacılık, otomotiv, tıbbi ekipman ve diğer alanlara odaklanıyor ve ölçek sürekli genişliyor ve teknik seviye sürekli gelişiyor. Büyük miktarda araştırma ve geliştirme yatırımı, yenilik hibeleri ve ayrıcalıklı politikalar dahil olmak üzere ilgili politika desteği, sektörün gelişimini desteklemiştir. Aynı zamanda 3D baskı endüstrisi malzeme, mekanik sınırlamalar ve maliyetler gibi birçok zorlukla karşı karşıyadır. Katmanlı imalat sektörü inovasyon ve ekonomik dönüşümün kesişim noktasındadır ve gelecek zorluklar ve fırsatlarla doludur.