Pencetakan 3D logam

Baru-baru ini, kami membuat demonstrasi logampencetakan 3D, dan kami menyelesaikannya dengan sangat sukses, jadi apa itu logam?pencetakan 3DApa kelebihan dan kekurangannya?

Percetakan 3D logam adalah teknologi manufaktur aditif yang membangun objek tiga dimensi dengan menambahkan material logam lapis demi lapis. Berikut ini adalah pengantar terperinci tentang pencetakan 3D logam:

Prinsip teknis
Selective laser sintering (SLS): Penggunaan sinar laser berenergi tinggi untuk melelehkan dan menyinter serbuk logam secara selektif, memanaskan material serbuk hingga suhu sedikit di bawah titik lelehnya, sehingga ikatan metalurgi antara partikel serbuk terbentuk, sehingga membangun objek lapis demi lapis. Dalam proses pencetakan, lapisan serbuk logam yang seragam pertama-tama diletakkan pada platform pencetakan, kemudian sinar laser memindai serbuk sesuai dengan bentuk penampang objek, sehingga serbuk yang dipindai meleleh dan memadat bersama-sama, setelah selesainya satu lapisan pencetakan, platform turun pada jarak tertentu, lalu menyebarkan lapisan serbuk baru, ulangi proses di atas hingga seluruh objek tercetak.
Selective Laser Melting (SLM): Mirip dengan SLS, tetapi dengan energi laser yang lebih tinggi, serbuk logam dapat dicairkan sepenuhnya untuk membentuk struktur yang lebih padat, kepadatan yang lebih tinggi dan sifat mekanis yang lebih baik dapat diperoleh, dan kekuatan serta keakuratan komponen logam yang dicetak lebih tinggi, mendekati atau bahkan melampaui komponen yang diproduksi oleh proses manufaktur tradisional. Cocok untuk pembuatan komponen di bidang kedirgantaraan, peralatan medis, dan bidang lain yang memerlukan presisi dan kinerja tinggi.
Pencairan berkas elektron (EBM): Penggunaan berkas elektron sebagai sumber energi untuk mencairkan serbuk logam. Berkas elektron memiliki karakteristik kepadatan energi tinggi dan kecepatan pemindaian tinggi, yang dapat mencairkan serbuk logam dengan cepat dan meningkatkan efisiensi pencetakan. Pencetakan dalam lingkungan vakum dapat menghindari reaksi bahan logam dengan oksigen selama proses pencetakan, yang cocok untuk mencetak paduan titanium, paduan berbasis nikel, dan bahan logam lain yang sensitif terhadap kandungan oksigen, yang sering digunakan dalam bidang kedirgantaraan, peralatan medis, dan bidang canggih lainnya.
Ekstrusi material logam (ME): Metode produksi berbasis ekstrusi material, mengekstruksi material logam dalam bentuk sutra atau pasta melalui kepala ekstrusi, dan pada saat yang sama memanaskan dan mengeringkannya, sehingga mencapai pencetakan akumulasi lapis demi lapis. Dibandingkan dengan teknologi peleburan laser, biaya investasinya lebih rendah, lebih fleksibel dan praktis, terutama cocok untuk pengembangan awal di lingkungan kantor dan lingkungan industri.
Bahan umum
Paduan titanium: memiliki keunggulan kekuatan tinggi, kepadatan rendah, ketahanan korosi dan biokompatibilitas yang baik, banyak digunakan dalam bidang kedirgantaraan, peralatan medis, otomotif dan bidang lainnya, seperti bilah mesin pesawat terbang, sambungan buatan dan pembuatan komponen lainnya.
Baja tahan karat: memiliki ketahanan korosi, sifat mekanik dan sifat pemrosesan yang baik, biaya yang relatif rendah, merupakan salah satu bahan yang umum digunakan dalam pencetakan logam 3D, dapat digunakan untuk memproduksi berbagai komponen mekanik, peralatan, perangkat medis, dan sebagainya.
Paduan aluminium: kepadatan rendah, kekuatan tinggi, konduktivitas termal baik, cocok untuk pembuatan komponen dengan persyaratan berat tinggi, seperti blok silinder mesin mobil, komponen struktural kedirgantaraan, dll.
Paduan berbasis nikel: dengan kekuatan suhu tinggi yang sangat baik, ketahanan terhadap korosi dan ketahanan terhadap oksidasi, sering digunakan dalam pembuatan komponen suhu tinggi seperti mesin pesawat terbang dan turbin gas.
keuntungan
Tingkat kebebasan desain yang tinggi: Kemampuan untuk mencapai pembuatan bentuk dan struktur yang kompleks, seperti struktur kisi, struktur yang dioptimalkan secara topologi, dll., yang sulit atau tidak mungkin dicapai dalam proses manufaktur tradisional, menyediakan ruang inovasi yang lebih besar untuk desain produk, dan dapat menghasilkan komponen yang lebih ringan dan berkinerja tinggi.
Kurangi jumlah komponen: beberapa komponen dapat diintegrasikan menjadi satu kesatuan, mengurangi proses penyambungan dan perakitan antar komponen, meningkatkan efisiensi produksi, mengurangi biaya, tetapi juga meningkatkan keandalan dan stabilitas produk.
Pembuatan prototipe cepat: Dapat menghasilkan prototipe produk dalam waktu singkat, mempercepat siklus pengembangan produk, mengurangi biaya penelitian dan pengembangan, dan membantu perusahaan memasarkan produk dengan lebih cepat.
Produksi yang disesuaikan: Sesuai dengan kebutuhan individu pelanggan, produk unik dapat diproduksi untuk memenuhi persyaratan khusus pelanggan yang berbeda, cocok untuk implan medis, perhiasan, dan bidang khusus lainnya.
Keterbatasan
Kualitas permukaan yang buruk: Kekasaran permukaan bagian logam yang dicetak relatif tinggi, dan diperlukan perawatan pasca, seperti penggilingan, pemolesan, sandblasting, dll., untuk meningkatkan hasil akhir permukaan, sehingga meningkatkan biaya dan waktu produksi.
Cacat internal: mungkin ada cacat internal seperti pori-pori, partikel yang tidak menyatu, dan peleburan yang tidak lengkap selama proses pencetakan, yang memengaruhi sifat mekanis komponen, terutama dalam penerapan beban tinggi dan beban siklik, perlu untuk mengurangi terjadinya cacat internal dengan mengoptimalkan parameter proses pencetakan dan mengadopsi metode pasca-pemrosesan yang tepat.
Keterbatasan material: Meskipun jenis material pencetakan 3D logam yang tersedia meningkat, masih ada keterbatasan material tertentu dibandingkan dengan metode manufaktur tradisional, dan beberapa material logam berkinerja tinggi lebih sulit untuk dicetak dan biayanya lebih tinggi.
Masalah biaya: Biaya peralatan dan bahan pencetakan 3D logam relatif tinggi dan kecepatan pencetakannya lambat, yang tidak seefektif biaya seperti proses manufaktur tradisional untuk produksi skala besar, dan saat ini terutama cocok untuk produksi batch kecil, produksi khusus, dan area dengan kinerja produk dan persyaratan kualitas yang tinggi.
Kompleksitas teknis: Pencetakan 3D logam melibatkan parameter proses dan kontrol proses yang kompleks, yang memerlukan operator profesional dan dukungan teknis, serta memerlukan tingkat teknis dan pengalaman operator yang tinggi.
Bidang aplikasi
Dirgantara: Digunakan untuk memproduksi bilah mesin pesawat, cakram turbin, struktur sayap, komponen satelit, dll., yang dapat mengurangi bobot komponen, meningkatkan efisiensi bahan bakar, mengurangi biaya produksi, dan memastikan kinerja serta keandalan komponen yang tinggi.
Otomotif: Memproduksi blok silinder mesin otomotif, rangka transmisi, komponen struktur ringan, dan lain-lain, guna mewujudkan desain otomotif yang ringan, meningkatkan penghematan bahan bakar dan performa.
Medis: Produksi perangkat medis, sendi buatan, ortotik gigi, perangkat medis implan, dll., sesuai dengan perbedaan individu pasien, manufaktur yang disesuaikan, meningkatkan kesesuaian perangkat medis dan efek perawatan.
Pembuatan cetakan: Pembuatan cetakan injeksi, cetakan die casting, dll., memperpendek siklus pembuatan cetakan, mengurangi biaya, meningkatkan akurasi dan kompleksitas cetakan.
Elektronik: Memproduksi radiator, cangkang, papan sirkuit peralatan elektronik, dll., untuk mencapai manufaktur terintegrasi dari struktur yang kompleks, meningkatkan kinerja dan efek pembuangan panas dari peralatan elektronik.
Perhiasan: Berdasarkan kreativitas desainer dan kebutuhan pelanggan, berbagai perhiasan unik dapat diproduksi untuk meningkatkan efisiensi produksi dan personalisasi produk.