Prinsip dan Klasifikasi Teknologi Pencetakan 3D Logam
Dengan menumpuk bubuk atau kabel logam lapis demi lapis, teknologi pencetakan 3D logam mengubah model CAD menjadi model sebenarnya. Direct Metal Laser Sintering (DMLS), paten pencetakan 3D logam pertama, diperoleh pada tahun 1990-an oleh EOS Jerman. Keempat teknik ini—fusi lapisan bubuk, penyemprotan perekat, pengendapan energi langsung, dan ekstrusi material—sebagian besar menentukan pencetakan 3D logam seperti sekarang.
DMLS, peleburan laser selektif (SLM), dan peleburan berkas elektron (EBM) bersama-sama membentuk fusi lapisan bubuk. Teknologi ini konstruksi lapis demi lapis menggunakan sinar laser atau elektron, melelehkan bubuk logam. Meskipun EBM dapat menghasilkan hampir semua bentuk geometris dengan akurasi tinggi, termasuk menantang material mesin seperti paduan titanium dan paduan nikel suhu tinggi, DMLS dapat digunakan untuk membuat objek dari hampir semua paduan logam, SLM menghasilkan objek cetakan yang cukup padat dan kuat .
Menggunakan inkjet untuk menjatuhkan perekat di atas lapisan serbuk logam, penyemprotan perekat—seperti multi jet fusion (MJF) dan penyemprotan nanopartikel (NPJ—secara bertahap memadatkan bubuk lapis demi lapis, sehingga menghasilkan produk utuh. Bagian yang lebih besar dapat diproduksi dengan metode ini , yang dapat bekerja pada suhu kamar tanpa memerlukan struktur pendukung.
Deposisi energi langsung mencakup deposisi bahan laser (LMD), manufaktur aditif busur (WAAM), dan deposisi logam langsung (DED). Metode ini mengekstrusi bubuk atau kawat logam dan langsung menerapkannya pada tumbukan berenergi tinggi, melelehkan, dan membangun lapis demi lapis. Meskipun LMD dapat secara efektif menggunakan bahan untuk menghasilkan pencetakan dengan kepadatan tinggi dan kinerja mekanis tinggi, DED dapat memulihkan bagian logam yang rusak dan menambahkan komponen baru.
Menggunakan filamen atau kabel polimer yang diresapi dengan partikel logam kecil untuk mencetak lapis demi lapis, dan kemudian melebur partikel logam menjadi logam padat melalui prosedur degreasing dan sintering, ekstrusi material seperti pemodelan deposisi leburan (FDM) dan fabrikasi sekering (FFF-memungkinkan untuk ini).
Pencetakan 3D logam diterapkan dalam desain ringan
Sebagian besar terwakili dalam fitur-fitur berikut, teknologi pencetakan 3D logam memiliki manfaat besar dalam desain komponen penerbangan yang ringan.
Desain optimasi struktural: Bentuk bagian geometris yang kompleks, termasuk struktur kisi berongga, konstruksi sandwich berongga/konstruksi bertulang berdinding tipis, struktur terintegrasi, dan struktur topologi yang dioptimalkan, dapat langsung diproduksi dengan pencetakan 3D logam. Bentuk struktural ini mengurangi penggunaan material sekaligus menjaga atau meningkatkan kekuatan struktural, sehingga menghasilkan desain yang ringan.
Terdiri dari panel tipis dan inti tebal, sandwich berongga/konstruksi bertulang berdinding tipis dapat mendistribusikan tekanan eksternal, meningkatkan kekakuan dan kekuatan lentur, serta menghemat berat.
Konstruksi kisi kosong: Seseorang dapat menyeimbangkan kekuatan, kekakuan, dan ketangguhan dengan memvariasikan kepadatan relatif dan susunan sel satuan kisi, sehingga menurunkan berat lebih dari 70%.
Terstruktur secara holistik Struktur optimasi topologi: Menggunakan metode matematika untuk menemukan desain struktur yang optimal, dengan mengubah struktur internal objek, meminimalkan penggunaan material sekaligus menjaga kekuatan struktur. Gabungkan beberapa bagian menjadi satu kesatuan, sehingga mengurangi struktur sambungan seperti flensa dan las, menyederhanakan proses perakitan, dan mengoptimalkan desain fungsional.
Meningkatkan kinerja dan pemilihan material: Penggunaan dirgantara akan sangat cocok untuk berbagai paduan logam ringan, termasuk paduan titanium dan paduan aluminium, yang memiliki kekuatan tinggi dan kepadatan rendah sehingga cukup sesuai untuk teknologi pencetakan 3D logam. Peningkatan selanjutnya adalah kualitas mekanik dan daya tahan bahan melalui parameter pencetakan optimal dan teknik perlakuan panas.
pembuatan prototipe dan perbaikan cepat: Pembuatan suku cadang prototipe secara cepat dimungkinkan berkat teknologi pencetakan 3D logam yang membantu desainer mengonfirmasi ide desain baru. Pada saat yang sama, hal ini juga dapat memperpendek siklus perbaikan, menurunkan biaya produksi, mempercepat pembuatan komponen, dan memperbaiki komponen yang rusak secara tepat.
Situasi aplikasi tertentu
Dengan menggunakan teknologi pencetakan 3D logam, misalnya, mesin pesawat dapat menghasilkan komponen struktural yang rumit termasuk ruang bakar dan bilah turbin. Komponen-komponen ini telah disempurnakan untuk menurunkan konsumsi material sekaligus meningkatkan kinerja dan daya tahan. Selain itu dapat dicapai dengan bagian-bagian penting termasuk roda pendaratan dan braket pesawat. Komponen-komponen ini tidak hanya ringan tetapi juga meningkatkan kapasitas menahan beban dan daya tahan melalui optimalisasi desain struktural. Teknologi pencetakan 3D logam juga dapat meminimalkan biaya produksi, menyederhanakan teknik manufaktur, serta memangkas struktur dan kerumitan perakitan.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-compact-heat-exchanger.html