Future ing bubuk

Perusahaan Swedia VBN Components mrodhuksi produk baja kanthi nggunakake teknologi aditif nggunakake bubuk kanthi aditif, utamane alat kayata pengeboran lan pemotong panggilingan. Teknologi printing 3D ngilangake kebutuhan kanggo penempaan lan mesin, nyuda konsumsi bahan mentah, lan nyedhiyakake pangguna pungkasan kanthi pilihan bahan sing luwih dhuwur.

Penawaran komponen VBN kalebu eg. Vibenite 290kang, miturut perusahaan Swedia, baja paling angel ing donya (72 HRC). Proses nggawe Vibenite 290 kanthi bertahap nambah kekerasan bahan nganti. Sawise bagean sing dikarepake dicithak saka bahan mentah iki, ora ana proses liyane kajaba grinding utawa EDM sing dibutuhake. Ora perlu nglereni, panggilingan utawa pengeboran. Mangkono, perusahaan nggawe bagean kanthi ukuran nganti 200 x 200 x 380 mm, geometri sing ora bisa diprodhuksi nggunakake teknologi manufaktur liyane.

Baja ora mesthi dibutuhake. Tim riset saka HRL Laboratories wis ngembangake solusi printing 3D. wesi aluminium kanthi kekuatan dhuwur. Iku diarani metode nanofungsional. Cukup, teknik anyar kalebu nglamar bubuk nanofungsional khusus menyang printer 3D, sing banjur "sinter" karo lapisan tipis laser, sing ndadékaké tuwuhing obyek telung dimensi. Sajrone leleh lan solidifikasi, struktur sing diasilake ora dirusak lan nahan kekuwatane amarga nanopartikel sing dadi pusat nukleasi kanggo struktur mikro sing dituju.

Wesi kanthi kekuatan dhuwur kayata aluminium digunakake ing industri abot, teknologi penerbangan (contone fuselage) lan bagean otomotif. Teknologi nanofunctionalization anyar menehi ora mung kekuatan dhuwur, nanging uga macem-macem wujud lan ukuran.

Tambahan tinimbang subtraction

Ing cara metalworking tradisional, bahan sampah dibusak dening mesin. Proses aditif kerjane mbalikke - kalebu nglamar lan nambah lapisan berturut-turut saka materi cilik, nggawe bagean XNUMXD saka meh kabeh wujud adhedhasar model digital.

Sanajan teknik iki wis akeh digunakake kanggo prototipe lan casting model, panggunaane langsung ing produksi barang utawa piranti sing dimaksudake kanggo pasar wis angel amarga efisiensi sing sithik lan sifat materi sing ora kepenak. Nanging, kahanan iki mboko sithik ganti thanks kanggo karya peneliti ing akeh pusat ing saindhenging donya.

Liwat eksperimen sing temenan, rong teknologi utama percetakan XNUMXD wis ditingkatake: deposisi laser saka logam (LMD) i leleh laser selektif (ULM). teknologi Laser ndadekake iku bisa kanggo nggawe rincian nggoleki kanthi akurat lan entuk kualitas lumahing apik, kang ora bisa karo 50D electron beam printing (EBM). Ing SLM, titik sinar laser diarahake menyang bubuk materi, welding sacara lokal miturut pola tartamtu kanthi akurasi 250 nganti 3 mikron. Sabanjure, LMD nggunakake laser kanggo ngolah bubuk kanggo nggawe struktur XNUMXD sing ndhukung dhewe.

Cara kasebut wis bukti banget kanggo nggawe bagean pesawat. lan, utamané, aplikasi saka Deposition logam laser ngembangaken kemungkinan desain kanggo komponen aerospace. Bisa digawe saka bahan kanthi struktur internal sing kompleks lan gradien sing ora bisa ditindakake ing jaman kepungkur. Kajaba iku, loro teknologi laser ndadekake iku bisa kanggo nggawe produk saka geometri Komplek lan entuk fungsi lengkap produk saka sawetara saka sudhut wesi.

September kepungkur, Airbus ngumumake yen wis dilengkapi produksi A350 XWB kanthi printing aditif. braket titanium, diprodhuksi dening Arconic. Iki dudu pungkasan, amarga kontrak Arconic karo Airbus nyedhiyakake percetakan 3D saka bubuk titanium-nikel. perangan awak i sistem propulsi. Nanging, kudu dicathet menawa Arconic ora nggunakake teknologi laser, nanging versi apik saka busur elektronik EBM.

Salah sawijining tonggak sejarah pangembangan teknologi aditif ing pengerjaan logam bakal dadi prototipe pisanan sing ditampilake ing markas Walanda Damen Shipyards Group ing musim gugur 2017. baling-baling kapal paduan logam jenenge VAAMpeller. Sawise tes sing cocog, sing paling akeh wis kedadeyan, model kasebut duwe kesempatan kanggo disetujoni kanggo digunakake ing kapal.

Amarga masa depan teknologi pengerjaan logam ana ing bubuk stainless steel utawa komponen campuran, mula kudu ngerti pemain utama ing pasar iki. Miturut "Laporan Pasar Bubuk Logam Aditif Manufaktur" sing diterbitake ing Nopember 2017, produsen bubuk logam cetak 3D sing paling penting yaiku: 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.

Propeller print WAAMpeller

Fase cair

Teknologi aditif logam sing paling kondhang saiki ngandelake panggunaan bubuk (iki carane vibenite kasebut digawe) "sintered" lan laser-nyawiji ing suhu dhuwur sing dibutuhake kanggo bahan wiwitan. Nanging, konsep anyar muncul. Peneliti saka Laboratorium Teknik Cryobiomedical saka Akademi Ilmu Pengetahuan Cina ing Beijing wis ngembangake metode Pencetakan 3D nganggo "tinta", dumadi saka paduan logam kanthi titik leleh rada ndhuwur suhu kamar. Ing panaliten sing diterbitake ing jurnal Science China Technological Sciences, peneliti Liu Jing lan Wang Lei nduduhake teknik kanggo nyetak fase cair saka gallium, bismut, utawa paduan basis indium kanthi tambahan nanopartikel.

Dibandhingake karo metode prototyping logam tradisional, printing 3D fase cair duwe sawetara kaluwihan penting. Kaping pisanan, tingkat fabrikasi struktur telung dimensi sing relatif dhuwur bisa digayuh. Kajaba iku, ing kene sampeyan bisa nyetel suhu lan aliran coolant kanthi luwih fleksibel. Kajaba iku, logam konduktif cair bisa digunakake ing kombinasi karo bahan non-logam (kayata plastik), sing ngembangake kemungkinan desain kanggo komponen kompleks.

Ilmuwan ing American Northwestern University uga wis ngembangake teknik cetak 3D logam anyar sing luwih murah lan kurang kompleks tinimbang sing sadurunge dikenal. Tinimbang bubuk logam, laser utawa sinar elektron, digunakake oven konvensional i bahan cair. Kajaba iku, cara iki bisa digunakake kanggo macem-macem logam, wesi, senyawa, lan oksida. Iki padha karo segel muncung sing kita kenal karo plastik. "Tinta" kasusun saka bubuk logam dipun bibaraken ing zat khusus karo tambahan saka elastomer. Ing wektu aplikasi, iku ing suhu kamar. Sawise iku, lapisan materi sing ditrapake saka muncung disinter karo lapisan sadurunge ing suhu sing digawe ing tungku. Teknik kasebut diterangake ing jurnal khusus Advanced Functional Materials.

Metode Pencetakan Fase Logam Cairan Cina

Ing 2016, peneliti Harvard ngenalake cara liya sing bisa nggawe struktur logam XNUMXD. dicithak "ing udara". Universitas Harvard wis nggawe printer 3D sing, ora kaya liyane, ora nggawe obyek kanthi lapisan, nanging nggawe struktur kompleks "ing udhara" - saka logam beku kanthi cepet. Piranti kasebut, dikembangake ing Sekolah Teknik lan Ilmu Terapan John A. Paulson, nyithak obyek kanthi nggunakake nanopartikel perak. Laser fokus heats materi lan sekring, nggawe macem-macem struktur kayata helix.

Panjaluk pasar kanggo produk konsumen cetak 3D kanthi tliti dhuwur kayata implan medis lan bagean mesin pesawat saya akeh kanthi cepet. Lan amarga data produk bisa dienggo bareng karo wong liya, perusahaan ing saindenging jagad, yen duwe akses menyang bubuk logam lan printer 3D sing tepat, bisa nyuda biaya logistik lan persediaan. Minangka dikenal, teknologi diterangake nemen nggampangake Pabrik bagean logam saka geometri Komplek, ahead saka teknologi produksi tradisional. Pangembangan aplikasi khusus bisa uga nyebabake rega murah lan mbukak kanggo nggunakake printing 3D ing aplikasi konvensional uga.

Baja Swedia sing paling angel - kanggo nyetak 3D:

Baja paling angel ing donya - digawe ing Uppsala, Swedia

Film aluminium kanggo nyetak: 

Terobosan ing Metalurgi: Printing 3D saka aluminium kekuatan dhuwur