Sản xuất phụ gia (Additive Manufacturing, AM), còn được gọi là in 3D, là một công nghệ sản xuất kỹ thuật số trực tiếp tạo hình các cấu trúc ba chiều phức tạp bằng cách chỉ cần thêm vật liệu từng lớp theo hai chiều. Nó sẽ tác động sâu sắc đến quy trình truyền thống, dây chuyền sản xuất, mô hình nhà máy và tổ hợp dây chuyền công nghiệp. Nó là một công nghệ đột phá tiêu biểu trong ngành sản xuất. Nó tích hợp công nghệ mạng thông tin, công nghệ vật liệu tiên tiến và công nghệ sản xuất kỹ thuật số, và là một phần quan trọng của sản xuất tiên tiến. thành phần.

Bản chất của in 3D là công nghệ sản xuất phụ gia (AM), dựa trên thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD), dữ liệu lớn, điện toán đám mây, sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAM), Internet vạn vật, thực tế ảo (VR) và các hỗ trợ kỹ thuật khác , kỹ thuật số hoặc mô hình máy tính, Quá trình sản xuất trực tiếp hình thành các đối tượng 3D thông qua tích tụ từng lớp.

So với công nghệ sản xuất truyền thống (sản xuất trừ lùi, sản xuất iso-material), in 3D (sản xuất phụ gia) không cần sản xuất khuôn trước, không cần loại bỏ một lượng lớn vật liệu trong quá trình sản xuất và không cần trải qua một phức tạp rèn quy trình để có được sản phẩm cuối cùng. Sản phẩm có đặc điểm “bỏ khuôn, giảm phế, giảm tồn kho”. Về mặt sản xuất, nó có thể tối ưu hóa cấu trúc, tiết kiệm vật liệu và tiết kiệm năng lượng, cải thiện đáng kể hiệu suất sản xuất, đồng thời hiện thực hóa khái niệm “sản xuất theo hướng thiết kế”.

Bạn có biết công nghệ in 3D kim loại được chia thành bao nhiêu loại không?

Sản xuất trừ truyền thống sử dụng các thiết bị xử lý khác nhau như máy tiện và máy phay để loại bỏ tất cả các bộ phận không cần thiết khỏi một phần vật liệu cho đến khi các bộ phận cần thiết được hình thành, trong khi sản xuất phụ gia bắt đầu từ đầu và chồng lên các lớp vật liệu. , Và cuối cùng một bộ phận hoàn chỉnh được xếp chồng lên nhau.

Công nghệ này thích hợp cho việc phát triển sản phẩm mới, sản xuất chi tiết đơn chiếc và hàng loạt nhỏ nhanh chóng, sản xuất các bộ phận có hình dạng phức tạp, thiết kế và sản xuất khuôn mẫu, v.v. Nó cũng thích hợp cho sản xuất vật liệu khó gia công, kiểm tra thiết kế hình dạng, kiểm tra lắp ráp và thiết kế ngược nhanh chóng. dự án.

In 3D kim loại được coi là đỉnh cao của tất cả các hình thức in 3D. Khi nói đến sức mạnh và độ bền, không gì có thể so sánh với kim loại. Bằng sáng chế in 3D kim loại sớm nhất là DMLS (Direct Metal Laser Sintering), được lấy bởi EOS của Đức vào những năm 1990. Kể từ đó, in 3D kim loại đã dần phát triển nhiều loại quy trình in. Giờ đây, mọi máy in 3D kim loại thường sử dụng một trong bốn loại quy trình sau: nung chảy bột, phun chất kết dính, lắng đọng năng lượng trực tiếp và đùn vật liệu. Vậy bạn có biết công nghệ in 3D kim loại được chia nhỏ ra làm bao nhiêu loại không?

Đốt nóng bằng laser kim loại trực tiếp (DMLS) và nung chảy bằng laser kim loại trực tiếp (DMLM)

Là công nghệ in 3D kim loại phát triển sớm nhất, đây cũng là con đường phổ biến nhất hiện nay. So với các công nghệ nhánh khác, lợi thế của nó nằm ở thư viện vật liệu rộng hơn. Sự khác biệt giữa DMLS và DMLM là rất mơ hồ. Các hạt bột của cái trước được thiêu kết, và các hạt bột của cái sau bị nung chảy. Nhưng trên thực tế, nó chủ yếu là để phân biệt các bằng sáng chế.

Công nghệ này sử dụng vật liệu kim loại dạng bột để chế tạo đồ vật. Nó sử dụng laser carbon dioxide mạnh mẽ, được chiếu vào bột kim loại mịn. Khi tia laser theo dõi cấu trúc hình học của vật thể sẽ được hình thành, các hạt trên vạch tia laser sẽ hợp nhất với các hạt lân cận. Quá trình laser theo dõi hình học của toàn bộ lớp tiếp tục cho đến khi tất cả các điểm được bao phủ. Sau khi lớp đầu tiên được in, mẫu di chuyển xuống và lớp thứ hai được in trên đầu lớp đầu tiên. Quá trình này tiếp tục cho đến khi tất cả các lớp được in.

Bằng sáng chế BMD (BoundMetal Deposition)

Đây là công nghệ do DesktopMetal phát triển dựa trên việc in 3D vật liệu polyme. Công nghệ sử dụng thanh bột kim loại kết hợp với chất kết dính sáp và polyme. Những thanh kim loại này được sử dụng làm nguyên liệu cho hệ thống in. Quá trình in tương tự như máy in 3D đùn vật liệu, trong đó các thanh kim loại được nung nóng từng lớp theo cấu trúc hình học của các bộ phận và đùn lên nền tảng. Các đối tượng được in 3D được tạo ra vẫn ở trạng thái hỗn hợp và các bộ phận hoàn toàn bằng kim loại cuối cùng thu được sau khi nung kết.

Làm nóng chảy bằng tia laze có chọn lọc (SLM) và sự nóng chảy của chùm tia điện tử (EBM)

Nóng chảy chọn lọc bằng laser (SLM) và nấu chảy bằng chùm tia điện tử (EBM) là những loại công nghệ in 3D kim loại phủ lớp bột tương tự, vì vậy chúng rất giống với công nghệ DMLS. Sự khác biệt giữa SLM và DMLS là nhiệt độ. Trong SLM, các hạt được nấu chảy chứ không phải thiêu kết. Vì lý do này, công nghệ SLM là một quá trình tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Sự nóng chảy cũng sẽ gây ra căng thẳng trong sản phẩm cuối cùng. Tuy nhiên, các đối tượng được SLM in ra dày đặc hơn và mạnh hơn DMLS. Sự khác biệt giữa EBM và EBM là nguồn nhiệt sử dụng chùm tia điện tử để làm tan chảy các hạt thay vì sử dụng tia laser để làm tan chảy chúng. SLM có nhiều ứng dụng hơn, trong khi kích thước và hình dạng của phôi EBM thường bị giới hạn bởi buồng chân không.

Metal Jet Fusion (MetalJetFusion)

Quy trình mới do HP phát triển có XNUMX bước: đặt bột nhào, phun phụ gia nấu chảy, phun bộ lọc và tác động năng lượng vào khu vực đúc để làm tan chảy bột. Các đặc tính và ưu điểm của nó bao gồm: “flux” sẽ được phun tới phần in (tức là mặt cắt ngang của vật được in), dùng để làm tan chảy hoàn toàn vật liệu dạng bột; “chất tinh luyện” sẽ được phun lên mép ngoài của khu vực in để tạo hiệu quả cách nhiệt.

Bằng cách này, nó không chỉ có thể đảm bảo rằng bột chưa in vẫn còn lỏng và cải thiện tỷ lệ tái sử dụng của bột (80%, trong khi tỷ lệ sử dụng SLS thông thường là khoảng 50%), nó còn có thể đảm bảo rằng bề mặt của bản in lớp mịn và cải thiện chất lượng in. sự chính xác.

Sản xuất phụ gia hồ quang (WAAM)

Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) là công nghệ in 3D kim loại độc đáo đã cho thấy tiềm năng lớn cho các ứng dụng in 3D quy mô lớn trong nhiều ngành công nghiệp. Nó là một biến thể của công nghệ in 3D lắng đọng năng lượng trực tiếp, nhưng sử dụng quy trình hàn hồ quang để làm nóng chảy dây điện.

Không giống như các quá trình AM kim loại khác, WAAM sử dụng hồ quang điện làm nguồn nhiệt. Dây kim loại nóng chảy được ép thành các hạt nhỏ hoặc kim loại lỏng, và các hạt liền kề được hợp nhất với nhau để tạo thành một lớp kim loại. Quá trình này được lặp lại cho toàn bộ lớp và tất cả các lớp tiếp theo cho đến khi toàn bộ đối tượng được in 3D.

Lắng đọng năng lượng có hướng (DED)

DED được hiểu theo nghĩa đen là công nghệ lắng đọng năng lượng có hướng, có thể sử dụng bột hoặc dây kim loại làm nguyên liệu thô, đẩy vật liệu vào vòi phun, sử dụng tia laser hoặc tia điện tử (EBAM) trong vòi phun để làm nóng, và sau đó tuần tự lắng đọng trên nền tảng xây dựng. Toàn bộ quá trình được thực hiện trong môi trường trơ ​​để bảo vệ vật liệu khỏi quá trình oxy hóa không cần thiết.

Điều đáng nói là có rất nhiều biến thể của DED, chẳng hạn như laser, chùm tia điện tử, lắng đọng plasma nhanh (sử dụng hồ quang plasma) và chế tạo phụ gia hồ quang dây (sử dụng hồ quang), mỗi loại đều có những ưu điểm riêng.

Sản xuất phụ gia siêu âm (UAM)

Sản xuất phụ gia siêu âm (UAM) thuộc thể loại cán tấm của công nghệ in 3D. Trong công nghệ in 3D kim loại này, các tấm kim loại được kết nối với nhau bằng phương pháp hàn siêu âm. Vì công nghệ này không liên quan đến bất kỳ sự tan chảy nào, sản phẩm được tạo thành bởi công nghệ này duy trì cả mật độ và sức mạnh. Sau khi hàn, các bộ phận không yêu cầu thêm bất kỳ bước xử lý hoặc loại bỏ vật liệu nào.

Trong công nghệ UAM, các kim loại khác nhau như nhôm, đồng, thép không gỉ và titan có thể được kết nối với nhau, điều này làm cho các yêu cầu về độ bền của các bộ phận trở nên linh hoạt hơn.

Công nghệ in nhựa rắn được cấp bằng sáng chế (MELD)

MELD được cấp bằng sáng chế bởi Aeroprobe và hiện do Công ty Sản xuất MELD nắm giữ. Đây là một quy trình sản xuất phụ gia kim loại rắn độc đáo, trong đó kim loại không bị nung chảy hoặc nung chảy. Kim loại được nung nóng bằng sự kết hợp của lực lớn và ma sát cho đến khi kim loại bị nung nóng bắt đầu chảy tự do. Sau đó, các kim loại chảy tự do được “nấu chảy” với nhau. Kim loại nóng chảy hoạt động giống như một chất lỏng nhớt, nhưng nó không phải là chất lỏng. Ở trạng thái dẻo đặc biệt này, kim loại vẫn ở trạng thái rắn. Điều này có nghĩa là bạn có thể tạo ra các sản phẩm phù hợp hoặc thậm chí hoạt động tốt hơn so với xử lý trừ truyền thống trong một bước.

MELD không chỉ là một công nghệ sản xuất phụ gia kim loại. Nó có thể cung cấp sửa chữa linh kiện, nối kim loại, hợp kim kim loại tùy chỉnh và khoảng trống hỗn hợp ma trận kim loại, sản xuất bộ phận và ứng dụng lớp phủ.

Phun lạnh

Quá trình sản xuất phụ gia phun lạnh liên quan đến việc sử dụng các tia khí siêu thanh để tăng tốc các hạt kim loại dạng bột. Tốc độ cao này làm dẻo vật liệu dạng bột khi va chạm và tạo thành một liên kết vững chắc với chất nền. Lớp nền có thể là một nền tảng xây dựng để in từ đầu, hoặc nó có thể là một thành phần hiện tại có chức năng lắng đọng vật liệu để xây dựng các thành phần mới hoặc sửa chữa các thành phần hiện có.

Quá trình này được điều khiển với sự hỗ trợ của các robot công nghiệp, có thể thực hiện các chuyển động chính xác để tạo ra các hình dạng phức tạp. So với quy trình truyền thống, công nghệ phun lạnh nhanh hơn.

Công nghệ được cấp bằng sáng chế JoulePrinting

In joule là một công nghệ phụ gia kim loại đa vật liệu được phát triển bởi Digital Alloys tại Hoa Kỳ. Nó sử dụng dây kim loại làm vật liệu cơ bản thay vì bột đắt tiền được sử dụng trong hệ thống so sánh. Nó có thể hoạt động với bất kỳ dây kim loại nào. Công nghệ này về cơ bản là một quá trình đơn giản và tốc độ cao để nấu chảy dây kim loại thành các hình dạng hữu ích.

In kim loại gốc nước

Công nghệ này được phát triển bởi công ty Rapidia của Canada. Như tên cho thấy, nó sử dụng kim loại dán gốc nước thay vì vật liệu nhựa thông thường. Nước bay hơi trong quá trình in, tiết kiệm thời gian và không cần máy tẩy dầu mỡ hoặc dung môi. Điều này không chỉ đẩy nhanh quá trình sản xuất mà còn đơn giản hóa quy trình và loại bỏ nhu cầu sử dụng hóa chất.

Phản ứng tổng hợp kim loại nguội

Công nghệ này được phát triển bởi Headmade Materials, Đức và quy trình in được thực hiện ở 80 ° C, về cơ bản giống như quy trình in SLS. Do đó, trên thực tế, các bộ phận đã hoàn thiện vẫn cần được xử lý tẩy dầu mỡ và nung kết tiếp theo.

Khuếch tán nguyên tử (ADAM)

Công nghệ này được phát triển bởi công ty Markforged của Mỹ, bắt đầu từ bột kim loại kết hợp với nhựa để tạo thành hình dạng 3D, từng lớp một. Sau khi in, các bộ phận được làm sạch trong dung dịch tẩy dầu mỡ và nung kết trong lò nung. Độ chính xác và sức mạnh của các bộ phận rất cao. Trong số đó, quá trình đốt cháy chất kết dính nhựa và rải bột kim loại với nhau là rất quan trọng.

tóm tắt

Nội dung chính của bài viết này lấy từ phần tóm tắt của tạp chí Manufacture3D, người dịch đã có những bổ sung và điều chỉnh. Như người biên tập đã nói, bài viết không dám nói toàn diện, phải có nhiều công nghệ hiện có hơn trên thị trường, tất nhiên, có nhiều công nghệ đang được phát triển, chỉ cho những người có liên quan và những người đam mê tham khảo.

Liên kết đến bài viết này : Bạn có biết công nghệ in 3D kim loại được chia thành bao nhiêu loại không?

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Bạn có biết công nghệ in 3D kim loại được chia thành bao nhiêu loại không?Độ chính xác 3, 4 và 5 trục Cơ khí CNC dịch vụ cho gia công nhôm, berili, thép cacbon, magiê, gia công titan, Inconel, bạch kim, siêu hợp kim, axetal, polycarbonate, sợi thủy tinh, than chì và gỗ. Có khả năng gia công các bộ phận có đường kính lên đến 98 inch. và dung sai độ thẳng +/- 0.001 in. Các quy trình bao gồm phay, tiện, khoan, doa, ren, khai thác, tạo hình, khía, gia công phản lực, gia công kim loại, doa và cắt laser. Các dịch vụ thứ cấp như lắp ráp, mài không tâm, xử lý nhiệt, mạ và hàn. Sản xuất nguyên mẫu và số lượng thấp đến cao được cung cấp với số lượng tối đa 50,000 chiếc. Thích hợp cho năng lượng chất lỏng, khí nén, thủy lực và van các ứng dụng. Phục vụ các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, máy bay, quân sự, y tế và quốc phòng. [email protected] ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *