Koji su uobičajeni načini podrške metalnom 3D ispisu?

一, Tradicionalna mehanička podrška: pronalaženje ravnoteže između štete i učinkovitosti
1. Ručno rastavljanje alata: lako, ali opasno
Za elementarne geometrijske elemente ljudi još uvijek uglavnom koriste ručne alate poput kliješta i pinceta. Na primjer, tijekom ispisa rotora od legure titana, operater mora polako odlijepiti duž linije gdje se susreću potpora i dijelovi. Međutim, ovaj proces ima nekoliko velikih problema:
Koncentracija naprezanja na točki kontakta: alati mogu lako uzrokovati deformacije ili čak lomove tankih-zidnih ili konzolnih konstrukcija kada ih opterete. U jednoj situaciji koja je uključivala injektor za gorivo zrakoplovnog motora, skidanje nosača rukom izazvalo je mikropukotine u području s debljinom stijenke od 0,3 mm, a konačna stopa otpada bila je 15%.
Oštećenje površine: Nakon topljenja na visokim temperaturama, metalni prah čvrsto se lijepi za podlogu. Prisilno guljenje obično ostavlja ogrebotine ili jamice. Kada skinete ručnu potporu za medicinske implantate, hrapavost površine (Ra vrijednost) općenito je veća od 10 μm, što je puno više od kliničkih zahtjeva od 2 μm.
2. CNC obrada: ravnoteža između točnosti i cijene
CNC glodanje sada je najbolji način za izradu visoko{0}}preciznih dijelova. Peto{2}}osni obradni centar EOS-a, njemačke tvrtke, može ukloniti zaostalu podršku do razine od 0,01 mm. Ali postoje dva velika problema s ovom tehnologijom:
Rasipanje materijala: Kako bi se uštedjelo vrijeme obrade, mora se koristiti više materijala tijekom dizajna dijela. To znači da se koristi samo 20% do 30% praha.
Prag za opremu: Vrhunski CNC alatni strojevi koštaju više od milijun dolara, što je previše za mala i srednja-poduzeća. To otežava širu upotrebu tehnologije.
3. Čišćenje pomoću vibracija i protoka zraka: zadnja linija obrane za komplicirane strukture
Za mjesta do kojih je strojevima teško doći, kao što su unutarnji kanali protoka ili križne rupe, čišćenje prahom zahtijeva kombinaciju vibracija i visokog{0}}tlačnog protoka zraka. Sustav TCB-100 tvrtke Zhejiang Tuobo može se riješiti više od 95% zaostalog praha korištenjem trodimenzionalne rotacijske vibracije od 360 stupnjeva i komprimiranog zraka od 0,6 MPa. Ali ova strategija otežava projektiranje potpornih konstrukcija:
Ograničenje otvora: Ako je promjer kanala protoka manji od 2 mm, prah će vjerojatno ostati zajedno zbog kapilarnog djelovanja. Za čišćenje je potrebno ultrazvučno čišćenje prahom.
Problem s potrošnjom energije: Vibracijski stol radi 8 sati neprekidno i koristi 15 kWh električne energije, što poskupljuje proizvodnju.
2, Tehnika ispisa koja nije podržana: rješavanje problema s naknadnom-obradom iz izvora
1. Optimiziranje procesnih parametara: točna kontrola unosa energije
Velo3D je bio u mogućnosti ispisati sićušne kutne strukture s kutovima između 5 stupnjeva i 35 stupnjeva bez podrške mijenjajući snagu lasera i veličinu točke u hodu. Glavna ideja je:
Upravljanje unosom topline: kako se bazen taline ne bi pregrijao i urušio, smanjite gustoću snage u visećem području na 80 W/mm² (uobičajeni proces je 120 W/mm²).
Novi način raspršivanja praha: Debljina sloja praha može se regulirati unutar ± 5 μm raspršivanjem praha kroz prednji lijevak i sakupljanjem pomoću stražnjeg usisnog uređaja. Na taj način se smanjuje potražnja za potporom.
2. Sustav-povratne informacije u stvarnom vremenu: kraj kontrole zatvorene-petlje
EOS-ova tehnologija Smart Fusion koristi kamere za optičku tomografiju (OT) kako bi pratila temperaturu bazena taline i AI algoritme za promjenu postavki u hodu. Tehnologija smanjuje oslonac za 70% i zaostalo naprezanje za 40% u ispisu satelitske antene. Tehnološki iskorak je:
Ravnoteža više{0}}slojnog toplinskog polja: pobrinite se da svaki sloj dobije istu količinu topline modeliranjem predviđenih temperaturnih polja. To će spriječiti savijanje slojeva zbog lokalnog pregrijavanja.
Biblioteka prilagodljivih parametara: kako biste odmah dobili nepodržani ispis, postavite zasebne procesne pakete za svaki materijal (kao što je Inconel 718 ili Ti6Al4V).
3, Elektrokemijska podrška: novi napredak u proučavanju materijala
1. Princip žrtvene anode: kontrola korozije na odabrani način
Metoda elektrokemijskog jetkanja koju predlaže sveučilište Arizona State razdvaja potporu i komponente na sljedeći način:
Pogon s potencijalnom razlikom: Primarna baterija izrađena je u otopini dušične kiseline koristeći ugljični čelik (E stupanj =-0.44V) kao nosač i nehrđajući čelik 304 (E stupanj =-0.18V) kao dio. Prvo se oksidira ugljični čelik.
Kisik je ubrzao reakciju: kada se doda kisik u mjehurićima, stopa korozije se povećava 6 puta, a nosač od ugljičnog čelika debljine 7 mm može se potpuno otopiti u 6 sati bez ozljeđivanja površine od nehrđajućeg čelika.
2. Proces hirtizacije: veliki korak naprijed u automatiziranom čišćenju prahom
S tro{0}}elektrokemijskom obradom, oprema H3000 tvrtke RENA Technologies pruža potpuno automatsku podršku.
Faza grubog poliranja: korištenjem elektrokemijskih impulsa i dinamike fluida, početna hrapavost smanjena je s Ra100 μm na Ra10 μm, a 99% ostataka praha je uklonjeno.
Faza finog poliranja: tehnologija za-kemijsko uklanjanje čestica smanjuje hrapavost na Ra2 μm, što je prihvatljivo za zrakoplovstvo.
Dodatni ultra{0}}precizni stupanj poliranja: može stvoriti efekt zrcala s Ra0,5 μm za vrhunske-namjene poput optičkih komponenti.
U medicinskoj industriji ovaj je postupak vrlo dobro funkcionirao. Na primjer, standardno mehaničko poliranje traje 4 sata i ostavlja ogrebotine, dok proces hirtizacije traje samo 45 minuta i čini hrapavost površine tri puta boljom.
4, Matrica odabira tehnologije: Vodič za donošenje odluka na temelju scenarija
Vrsta tehnologije, situacije u kojima se može koristiti, prednosti i mane
Ručni alati za rastavljanje jednostavnih oblika, komponenti koje ne moraju biti vrlo precizne, dijelova koji su jeftini, dijelova koji se lako koriste, dijelova koji će se vjerojatno slomiti i dijelova koji nisu baš učinkoviti
CNC alatni strojevi vrlo su precizni za glodanje kompliciranih površina, s točnošću od ± 0,01 mm. To čini opremu vrlo skupom i gubi puno materijala.
Vibracijski prašak za čišćenje ima unutarnji protočni kanal i konstrukciju križnog otvora koji ne dodiruje ništa. Također ima automatsko ograničenje otvora blende i troši puno energije.
Ispis bez potpore s malim prepustom kuta, bez naknadne-obrade u masovnoj proizvodnji, visokom stopom potrošnje materijala, visokim pragom opreme i teškim otklanjanjem pogrešaka u parametrima
Elektrokemijsko jetkanje miješanih materijala, ne{0}}destruktivni precizni dijelovi, puno automatizacije, komplicirano upravljanje kemikalijama i puno novca za početak