خدمات پردازش پرینت سه بعدی فلز: سفارشی سازی قطعات فولاد ضد زنگ / آلیاژ آلومینیوم / آلیاژ تیتانیوم

همانطور که تولید صنعتی به سمت دقت بالا، سبک وزن و شخصی‌سازی می‌رود، خدمات پرینت سه بعدی فلزی، با مزایای-شخصی‌سازی بر اساس تقاضا، آزادی ساختاری و مواد متنوع، به یک راه‌حل اصلی برای قطعات فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و آلیاژ تیتانیوم سفارشی تبدیل شده است. خواه این اجزای{3}}مقاوم در دمای بالا در صنعت هوافضا باشد یا طرح‌های زیست سازگار برای ایمپلنت‌های پزشکی، این فناوری فرآیندهای تولید سنتی را مختل می‌کند.

1. معضل مادی{1}}ساختار فرآیندهای سنتی: پیچیدگی به معنای سازش

فرآوری سنتی فلزات متکی به تولید تفریق کننده (مانند آسیاب و تراشکاری) یا قالب-شکل دهی (مانند قالب-ریخته گری و آهنگری) است. ماهیت این فرآیندها اغلب منجر به مبادله- بین عملکرد مواد و پیچیدگی ساختاری می شود. به عنوان مثال، ادغام کانال های خنک کننده داخلی در قطعات فولادی ضد زنگ نیاز به حفاری یا مونتاژ سنتی دارد که نه تنها تداوم مواد را به خطر می اندازد، بلکه باعث کاهش عمر خستگی ناشی از تمرکز تنش می شود. آسیاب کردن ساختارهای آلیاژ آلومینیوم سبک وزن می تواند منجر به نرخ حذف مواد تا 70٪ شود که منجر به افزایش هزینه ها می شود. به دلیل واکنش پذیری بالای آلیاژهای تیتانیوم، جوشکاری سنتی مستعد ترک خوردگی است و پردازش ساختارهای پیچیده را بسیار خطرناک می کند. در حالی که شکل‌دهی قالب می‌تواند به سطح معینی از پیچیدگی دست یابد، چرخه توسعه قالب طولانی است، هزینه آن بالا است، و پس از نهایی شدن طراحی، تنظیمات آن دشوار است، و آن را برای سفارشی‌سازی-دسته‌ای{10} و با تنوع بالا بسیار نامناسب می‌سازد.

II. چاپ سه بعدی فلزی: هم عملکرد مواد و هم نوآوری ساختاری را باز می کند

چاپ سه بعدی فلزی از ذوب لیزر یا پرتو الکترونی پودر فلز استفاده می کند، سپس لایه به لایه قطعه را می سازد و محدودیت های ساختاری مواد- فرآیندهای سنتی را کاملاً می شکند.

فولاد ضد زنگ: متعادل کننده مقاومت در برابر خوردگی با ساختارهای پیچیده
قطعات فولادی ضد زنگ 316L را می توان با ساختارهای دیواره نازک- (ضخامت دیوار کمتر یا مساوی 0.5 میلی متر) و شبکه های داخلی چاپ کرد که دستیابی به آنها با استفاده از فرآیندهای سنتی دشوار است. این امکان کاهش وزن بیش از 30٪ را فراهم می کند و در عین حال مقاومت در برابر خوردگی را حفظ می کند و باعث می شود آنها به طور گسترده در تجهیزات شیمیایی، پردازش مواد غذایی و سایر زمینه ها استفاده شوند.

آلیاژ آلومینیوم: هم افزایی سبک وزن و استحکام
آلیاژ آلومینیوم AlSi10Mg را می توان از طریق چاپ سه بعدی برای ایجاد ساختارهای لانه زنبوری بیومیمتیک ایجاد کرد. با حفظ استحکام معادل، وزن قطعات 50 درصد کمتر از قطعات آهنگری است که آن را به گزینه ای ایده آل برای قاب هواپیماهای بدون سرنشین و اجزای تعلیق خودرو تبدیل می کند.

آلیاژ تیتانیوم: زیست سازگاری و یکپارچگی عملکردی
ایمپلنت‌های چاپ سه بعدی آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V می‌توانند ساختاری متخلخل (تخلخل 60 تا 80%) داشته باشند که ساختار ترابکولار استخوان انسان را تقلید می‌کند و باعث رشد سلول‌های استخوانی می‌شود. آنها همچنین رابط های حسگر را برای نظارت بر بهبودی پس از عمل ادغام می کنند.

III. ارزش اصلی خدمات سفارشی شده: از "تولید انبوه" تا "تحویل دقیق"

مزیت اصلی خدمات پردازش پرینت سه بعدی فلزی در چابکی «-سفارشی‌سازی بر اساس تقاضا» نهفته است:

آزادی طراحی: مشتریان فقط نیاز به ارائه یک مدل سه بعدی برای ایجاد ساختارهای پیچیده مانند کانال های جریان داخلی،{1}}سطوح شکل خاص، و کامپوزیت های چند{2}}بدون لطمه زدن به طراحی دارند.

تکرار سریع: اصلاحات طراحی فقط به تنظیمات مدل دیجیتال نیاز دارند و چاپ نمونه را می توان در عرض 24 ساعت تکمیل کرد و چرخه تحقیق و توسعه را به طور قابل توجهی کوتاه کرد.

اقتصاد دسته‌ای کوچک-: نیازی به توسعه قالب نیست و حداقل هزینه سفارش برای هر قطعه با تولید انبوه سنتی قابل مقایسه است و تعداد زیادی از نیازهای سفارشی‌شده را که قبلاً به دلیل حداقل مقادیر بالای سفارش کنار گذاشته شده بودند، باز می‌کند. IV. آینده: گسترش کتابخانه مواد و امکان دسترسی به فناوری

با پیشرفت های تکنولوژیکی، کتابخانه مواد برای چاپ سه بعدی فلزی از فولاد ضد زنگ، آلیاژهای آلومینیوم و آلیاژهای تیتانیوم به آلیاژهای{1}در دمای بالا، آلیاژهای منیزیم و آلیاژهای حافظه شکل در حال گسترش است. همزمان، کاهش هزینه‌های تجهیزات و نرم‌افزارهای هوشمند، پذیرش این فناوری را از-تولید پیشرفته به شرکت‌های کوچک و متوسط{4}} هدایت می‌کند.

نتیجه‌گیری: خدمات پردازش پرینت سه‌بعدی فلز اساساً یک بهینه‌سازی سه‌گانه از «خواص مواد، طراحی ساختاری و کارایی ساخت» است. آنها مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ، سبک وزن آلیاژهای آلومینیوم و زیست سازگاری آلیاژهای تیتانیوم را از محدودیت های فرآیندهای سنتی رها می کنند و در عوض به نقطه شروع طراحی نوآورانه تبدیل می شوند. هنگامی که ساخت دیگر سازه های پیچیده را به خطر نمی اندازد، آینده سفارشی سازی صنعتی توسط پرتو لیزر و لایه ای از پودر فلز نوشته می شود.