Bagaimana teknologi pencetakan logam dapat digunakan untuk menghasilkan nozel cair presisi?

一, masalah dengan membuat nozel khas dan kemungkinan baru yang dibuka pencetakan logam
1. Masalah dengan pengerjaan tradisional
Nozel cair precision memiliki struktur inti yang menggabungkan mikrometer - saluran aliran level, array nozzle, dan multi - komponen fungsional layer. Untuk membuatnya, standar ketat berikut harus dipenuhi:
Presisi tinggi: Pembukaan nozzle harus antara 10 dan 50 mikron, dan kekasaran permukaan saluran aliran RA harus kurang dari 0,8 μm.
Strukturnya rumit karena perlu memiliki port suplai cair, lubang palsu, dan daerah di mana port injeksi dapat dibentuk. Pemesinan CNC tradisional membutuhkan banyak proses yang berbeda, yang membuatnya mahal dan memberikan tingkat hasil rendah.
Sifat material: Bahan yang tahan terhadap korosi, memiliki konduktivitas termal yang baik, atau biokompatibel (baja tahan karat seperti itu, paduan titanium, atau nikel - paduan berbasis) diperlukan karena casting atau pengelasan tradisional dapat dengan mudah menyebabkan masalah.
Misalnya, membuat kepala jet cair - yang lama melibatkan membuat lapisan jalur cair dengan fotolitografi dan kemudian menumpuk port jet untuk membuat bagian. Tetapi aliran resistansi cahaya yang tidak merata di perbatasan port suplai cairan mungkin membuat permukaan tidak cukup rata, yang pada gilirannya mempengaruhi konsistensi ketinggian nosel dan membuat jet bekerja lebih baik.
2. Manfaat utama pencetakan 3D logam
Teknologi pencetakan logam membangun tiga - objek dimensi secara langsung dengan melelehkan atau menyemprotkan bahan logam di atas satu sama lain, yang melampaui batas fisik metode yang ada.
Kebebasan untuk merancang: Ini dapat membuat saluran aliran yang rumit, bahan gradien, atau desain terintegrasi, seperti menggabungkan port suplai cair, lubang palsu, dan port semprot menjadi satu.
Teknologi LPBF dapat mencapai akurasi dimensi ± 0,05mm. Ketika dipasangkan dengan proses pemrosesan post - seperti pemolesan kimia dan penggilingan mikro, ia juga dapat mencapai kekasaran permukaan RA kurang dari atau sama dengan 0,4 μ m.
Laju Penggunaan Bahan: Inkjet Metal 3D Printing Penggunaan pada {- Permintaan penyemprotan, yang berarti menggunakan lebih dari 90% bahan, yang jauh lebih dari 50% hingga 70% yang digunakan oleh bedeng bedak khas.
Iterasi Cepat: Desain - ke - Siklus pembuatan sampel dikurangi menjadi hanya beberapa hari, yang memungkinkan untuk membuat batch kecil dan menyesuaikan produk untuk setiap pelanggan.
2, Penggunaan penting teknologi pencetakan logam dalam membuat nozel
1. Nozzle untuk chip mikrofluida
Chip mikrofluida perlu memiliki saluran aliran, katup, dan ruang reaksi yang hanya beberapa mikrometres lebar. Metode litografi lunak tradisional membuatnya sulit untuk membuat bagian logam dengan presisi sangat tinggi. Teknik LPBF logam dapat mencetak substrat stainless steel atau titanium, menggunakan etsa kimia untuk membuat saluran mikro, dan kemudian menggunakan inkjetPencetakan 3D logamuntuk menambahkan pelapis fungsional seperti lapisan hidrofobik. Ini membuat bahan sangat tahan terhadap korosi dan aman untuk makhluk hidup. Misalnya, sebuah perusahaan menghasilkan nosel chip diagnostik medis yang menggunakan LPBF untuk mencetak basis baja stainless 316L. Kemudian, ia menyemprotkan nanopartikel emas ke pangkalan untuk membuat elektroda konduktif, yang membuatnya tiga kali lebih sensitif daripada metode yang lebih tua.
2. Kepala Pencetakan Inkjet untuk Bisnis
Mengintegrasikan ribuan mikrometer - nozel berukuran ke dalam head pencetakan inkjet presisi tinggi - mahal dan memiliki hasil rendah ketika dilakukan menggunakan metode standar seperti etsa dan ikatan polisilikon. Teknologi pencetakan 3D Inkjet Metal dapat melakukan hal berikut:
Multi - Integrasi material: Menyemprotkan stainless steel (untuk dukungan struktural) dan keramik piezoelektrik (untuk komponen mengemudi) pada saat yang sama untuk membuat nozzle material fungsional gradien;
Meningkatkan array nozzle: Dengan mengoptimalkan struktur, saluran aliran asimetris dibuat untuk menurunkan tinta cipratan dan menaikkan resolusi pencetakan hingga 2400DPI.
Kustomisasi cepat: Untuk mempercepat siklus pengembangan, ubah aperture nozzle dan sudut saluran berdasarkan sifat tinta, seperti viskositas dan tegangan permukaan.
3. Nozzle untuk pencetakan 3D
Metal 3D printing nozzles have to be able to handle high temperatures (>2000 °C) and high pressures (>100Mpa). Teknik tradisional menyatukannya, seperti pemasangan atau pengelasan balok elektron, dapat dengan mudah menyebabkan retakan tegangan termal. DED Technology, seperti coaxial powder feeding laser cladding, dapat melakukan hal berikut:
Molding Terpadu: Place Nickel - Nozel paduan berbasis langsung pada substrat untuk menghilangkan masalah pengelasan;
Desain Gradien Fungsional: Output nosel dibangun dari paduan tembaga dengan konduktivitas termal yang kuat, dan saluran aliran internal terdiri dari paduan titanium dengan kekuatan tinggi. Ini menyeimbangkan manajemen termal dan kekuatan struktural.
Perbaikan dan Remanufaktur: Nozel usang diperlakukan menggunakan kelongsong laser lokal, yang membuat mereka bertahan lebih dari tiga kali lebih lama.
3, Masalah dan Solusi dalam Teknologi
1. Kontrol kekasaran permukaan
Kekasaran permukaan objek yang dicetak logam biasanya lebih besar dari atau sama dengan 6,3 μm, yang perlu ditingkatkan melalui post - pemrosesan:
Pemolesan kimia, yang menggunakan pencucian asam untuk menghilangkan benjolan di permukaan, dapat menurunkan RA menjadi kurang dari 3,2 μm. Laser mikro cladding, di sisi lain, menghasilkan lapisan oksida tebal di permukaan sambil membuatnya kurang kasar.
Hibrid Manufacturing: Menggunakan pencetakan 3D dan pemesinan presisi CNC untuk mendapatkan permukaan kritis RA kurang dari 0,8 μm . 2. menemukan cacat di dalamnya
Ada masalah dengan proses peleburan bedengan, pori -pori dan retakan seperti itu, oleh karena itu perlu diuji tanpa menghancurkannya untuk memastikan itu berhasil.
Industri CT scan: Temukan lubang interior untuk memastikan kepadatannya setidaknya 99,5%;
Tes untuk kelelahan: Untuk memastikan bahwa masa pakai memenuhi spesifikasi, lakukan 10 siklus pemuatan sesuai dengan standar ASTM E466.
2. Kompatibilitas dengan lebih dari satu bahan
Inkjet Metal 3D Printing perlu menangani fakta bahwa logam yang berbeda memiliki berbagai titik leleh dan masalah dengan ikatan di antarmuka:
Tinta nanopartikel: Buat tinta dengan paduan titik leleh rendah, seperti bi - berbasis paduan dengan titik leleh sekitar 60 derajat, untuk dicetak pada suhu rendah.
Laser remelting atau pengelasan ultrasonik dapat membuat hubungan antara bahan yang berbeda lebih kuat.