Ирээдүй нунтаг хэлбэрээр

Шведийн VBN Components компани нь нэмэлт бодис бүхий нунтаг, голчлон өрөм, тээрэмдэх зэрэг багаж хэрэгслийг ашиглан нэмэлт технологи ашиглан ган бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг. 3D хэвлэх технологи нь хуурамчаар үйлдэх, боловсруулах хэрэгцээг арилгаж, түүхий эдийн зарцуулалтыг бууруулж, эцсийн хэрэглэгчдэд өндөр чанартай материалын өргөн сонголттой болгодог.

VBN бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн саналд жишээ нь. Вибенит 290Энэ нь Шведийн компанийн мэдээлснээр дэлхийн хамгийн хатуу ган (72 HRC) юм. Vibenite 290-ийг бий болгох үйл явц нь материалын хатуулгийг аажмаар нэмэгдүүлэх явдал юм. Энэхүү түүхий эдээс хүссэн эд ангиудыг хэвлэсний дараа нунтаглах, EDM хийхээс өөр боловсруулалт хийх шаардлагагүй болно. Зүсэх, тээрэмдэх, өрөмдөх шаардлагагүй. Тиймээс компани нь бусад үйлдвэрлэлийн технологийг ашиглан геометрийг үйлдвэрлэх боломжгүй 200 x 200 x 380 мм хэмжээтэй хэсгүүдийг бүтээдэг.

Ган нь үргэлж хэрэгтэй байдаггүй. HRL Laboratories-ийн судалгааны баг 3D хэвлэх шийдлийг боловсруулжээ. хөнгөн цагааны хайлш өндөр хүч чадалтай. гэж нэрлэдэг нано функциональ арга. Энгийнээр хэлбэл, шинэ техник нь 3D принтерт тусгай нано функциональ нунтаг түрхэж, дараа нь лазерын нимгэн давхаргаар "шингэрүүлсэн" бөгөөд энэ нь гурван хэмжээст объектыг ургуулахад хүргэдэг. Хайлуулж, хатуурах явцад үүссэн бүтэц нь хайлшийн зориулалтын бичил бүтцэд нуклеацийн төвийн үүрэг гүйцэтгэдэг нано бөөмсийн улмаас бүрэн бат бөх чанараа хадгалдаггүй.

Хөнгөн цагаан зэрэг өндөр бат бэх хайлшийг хүнд үйлдвэр, нисэхийн (жишээлбэл, их бие) технологи, автомашины эд ангиудад өргөн ашигладаг. Нано функционалчлалын шинэ технологи нь тэдэнд өндөр хүч чадлаас гадна янз бүрийн хэлбэр, хэмжээсийг өгдөг.

Хасалтын оронд нэмэх

Металл боловсруулах уламжлалт аргаар хаягдал материалыг механик аргаар зайлуулдаг. Нэмэлт үйл явц нь эсрэгээрээ ажилладаг - энэ нь бага хэмжээний материалын дараалсан давхаргыг хэрэглэж, нэмж, дижитал загвар дээр үндэслэн бараг ямар ч хэлбэрийн XNUMXD хэсгүүдийг бүтээхээс бүрдэнэ.

Хэдийгээр энэ техникийг загварчлал болон загвар цутгахад аль хэдийн өргөн ашиглаж байгаа боловч үр ашиг багатай, материалын чанар хангалтгүйгээс зах зээлд зориулагдсан бараа, төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд шууд ашиглахад хэцүү байсан. Гэвч дэлхийн олон төвийн судлаачдын ажлын ачаар энэ байдал аажмаар өөрчлөгдөж байна.

Шаргуу туршилтын үр дүнд XNUMXD хэвлэлийн хоёр үндсэн технологи сайжирсан: металлын лазер тунадас (LMD) i сонгомол лазер хайлуулах (ULM). Лазер технологи нь нарийн ширхэгтэй нарийн ширийн зүйлийг нарийн хийж, гадаргуугийн сайн чанарыг олж авах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь 50D электрон цацрагийн хэвлэх (EBM) үед боломжгүй юм. SLM-д лазер туяаны үзүүрийг материалын нунтаг руу чиглүүлж, өгөгдсөн загварын дагуу 250-3 микрон нарийвчлалтайгаар гагнана. Хариуд нь LMD нь нунтаг боловсруулахын тулд лазерыг ашиглан өөрөө өөрийгөө дэмждэг XNUMXD бүтцийг бий болгодог.

Эдгээр аргууд нь онгоцны эд ангиудыг бүтээхэд маш ирээдүйтэй болох нь батлагдсан. ялангуяа металыг лазераар буулгах нь сансар огторгуйн эд ангиудын дизайны боломжийг өргөжүүлдэг. Тэдгээрийг нарийн төвөгтэй дотоод бүтэцтэй материалаар хийж болно, градиент нь урьд өмнө боломжгүй байсан. Нэмж дурдахад лазерын технологи нь нарийн төвөгтэй геометрийн бүтээгдэхүүнийг бий болгож, олон төрлийн хайлшаас бүтээгдэхүүний өргөтгөсөн функцийг олж авах боломжийг олгодог.

Өнгөрсөн есдүгээр сард Airbus компани A350 XWB үйлдвэрлэлээ нэмэлт хэвлэлээр тоноглосноо зарласан. титан хаалт, Arconic үйлдвэрлэсэн. Энэ бол төгсгөл биш, учир нь Arconic-ийн Airbus-тай хийсэн гэрээнд титан-никель нунтагаар 3D хэвлэх боломжтой. биеийн хэсэг i хөдөлгүүрийн систем. Гэсэн хэдий ч Arconic нь лазер технологийг ашигладаггүй, харин EBM электрон нумын өөрийн сайжруулсан хувилбар гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

2017 оны намар Голландын Damen Shipyards Group-ийн төв байранд танилцуулсан анхны загвар нь металл боловсруулахад нэмэлт технологийг хөгжүүлэх чухал үе шатуудын нэг байх магадлалтай. хөлөг онгоцны сэнс нэрэмжит металлын хайлш VAAMpeller. Ихэнх нь аль хэдийн хийгдсэн зохих туршилтуудын дараа уг загварыг хөлөг онгоцонд ашиглахыг зөвшөөрөх боломжтой.

Металл боловсруулах технологийн ирээдүй нь зэвэрдэггүй ган нунтаг эсвэл хайлшны бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд оршдог тул энэ зах зээлийн гол тоглогчидтой танилцах нь зүйтэй. 2017 оны 3-р сард нийтлэгдсэн "Нэмэлт үйлдвэрлэлийн металл нунтаг зах зээлийн тайлан"-д дурдсанаар XNUMXD хэвлэх металл нунтаг үйлдвэрлэдэг хамгийн чухал үйлдвэрлэгчид нь: GKN, Hitachi Chemical, Rio Tinto, ATI Powder Metals, Praxair, Arconic, Sandvik AB, Renishaw, Höganäs AB. , Metaldyne Performance Group, BÖHLER Edelstahl, Carpenter Technology Corporation, Aubert & Duval.

Сэнсний хэвлэх WAAMpeller

Шингэн үе шат

Одоогийн байдлаар хамгийн алдартай металлын нэмэлт технологи нь нунтаг (дээр дурьдсан вибенитийг ийм байдлаар бий болгодог) "шинжлэх" болон анхны материалд шаардагдах өндөр температурт лазераар хайлуулахад тулгуурладаг. Гэсэн хэдий ч шинэ ойлголтууд гарч ирж байна. Бээжин дэх Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Криобио-анагаах ухааны инженерийн лабораторийн судлаачид нэгэн аргыг боловсруулжээ. "Бэх" ашиглан 3D хэвлэх, хайлах цэг нь тасалгааны температураас бага зэрэг өндөр металл хайлшаас бүрдэнэ. Шинжлэх ухааны Хятадын Технологийн Шинжлэх Ухааны сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаанд судлаач Лю Жин, Ван Лэй нар нано хэсгүүдийг нэмсэн галли, висмут эсвэл индийд суурилсан хайлшийг шингэн фазын хэвлэх аргыг харуулсан байна.

Уламжлалт металл загварчлалын аргуудтай харьцуулахад шингэн фазын 3D хэвлэх нь хэд хэдэн чухал давуу талтай. Нэгдүгээрт, гурван хэмжээст бүтээцийг харьцангуй өндөр түвшинд хийж болно. Үүнээс гадна, энд та хөргөлтийн температур, урсгалыг илүү уян хатан тохируулах боломжтой. Үүнээс гадна шингэн дамжуулагч металлыг металл бус материалтай (хуванцар гэх мэт) хослуулан хэрэглэж болох бөгөөд энэ нь нарийн төвөгтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дизайны боломжийг нэмэгдүүлдэг.

Америкийн баруун хойд их сургуулийн эрдэмтэд урьд өмнө мэдэгдэж байснаас хямд, нарийн төвөгтэй металлаар 3D хэвлэх шинэ техник зохион бүтээжээ. Металл нунтаг, лазер эсвэл электрон цацрагийн оронд үүнийг ашигладаг ердийн зуух i шингэн материал. Үүнээс гадна энэ арга нь олон төрлийн металл, хайлш, нэгдлүүд, исэлд сайн ажилладаг. Энэ нь хуванцараар бидний мэддэг хушууны битүүмжлэлтэй төстэй юм. "Бэх" нь эластомер нэмсэн тусгай бодист ууссан металл нунтагаас бүрдэнэ. Хэрэглэх үед өрөөний температурт байна. Үүний дараа цоргоноос түрхсэн материалын давхаргыг зууханд үүссэн өндөр температурт өмнөх давхаргуудаар шингэлнэ. Энэхүү техникийг Advanced Functional Materials тусгай сэтгүүлд тайлбарласан болно.

Хятадын шингэн металлын фазын хэвлэх арга

2016 онд Харвардын судлаачид XNUMXD металл бүтцийг бүтээх өөр аргыг нэвтрүүлсэн. "агаарт" хэвлэсэн. Харвардын их сургууль бусдаас ялгаатай нь объектыг давхаргаар нь үүсгэдэггүй, харин металыг агшин зуур хөлдөхөөс эхлээд "агаарт" нарийн төвөгтэй бүтцийг бий болгодог 3D принтер бүтээжээ. Жон А.Полсоны нэрэмжит Инженер, Хэрэглээний Шинжлэх Ухааны Сургуульд бүтээгдсэн уг төхөөрөмж нь мөнгөн нано бөөмсийг ашиглан объектуудыг хэвлэдэг. Төвлөрсөн лазер нь материалыг халааж, хайлуулж, мушгиа гэх мэт янз бүрийн бүтцийг бий болгодог.

Эмнэлгийн суулгац, онгоцны хөдөлгүүрийн эд анги зэрэг өндөр нарийвчлалтай 3D хэвлэсэн өргөн хэрэглээний бүтээгдэхүүний зах зээлийн эрэлт хэрэгцээ хурдацтай өсч байна. Бүтээгдэхүүний мэдээллийг бусадтай хуваалцах боломжтой учраас дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа компаниуд металл нунтаг болон зөв 3D принтер ашиглах боломжтой бол логистик болон бараа материалын зардлыг бууруулах чиглэлээр ажиллах боломжтой. Мэдэгдэж байгаагаар тайлбарласан технологиуд нь уламжлалт үйлдвэрлэлийн технологиос өмнө нарийн төвөгтэй геометрийн металл эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг. Мэргэшсэн хэрэглээний программуудыг хөгжүүлснээр үнэ буурч, 3D хэвлэлтийг ердийн хэрэглээнд ашиглахад нээлттэй байх магадлалтай.

Хамгийн хатуу Шведийн ган - 3D хэвлэх зориулалттай:

Дэлхийн хамгийн хатуу ган - Шведийн Упсала хотод үйлдвэрлэсэн

Хэвлэх зориулалттай хөнгөн цагаан хальс: 

Металлургийн ололт амжилт: Өндөр бат бэх хөнгөн цагааны 3D хэвлэлт