Apa saja proses pencetakan 3D logam yang umum dalam pembuatan cetakan?

一, Teknologi peleburan lapisan bubuk: ini berarti presisi tinggi dan struktur yang rumit.
Teknologi peleburan lapisan serbuk menggunakan-pancaran energi tinggi untuk melelehkan lapisan serbuk logam secara selektif. Sekarang ini adalah jenis prosedur yang paling umum digunakan dalam pembuatan cetakan. Beberapa contoh teknologi ini termasuk peleburan laser selektif (SLM) dan peleburan berkas elektron (EBM).
1. Teknologi SLM:-pengubah permainan untuk sistem pendingin cetakan
SLM menggunakan-sinar laser berkekuatan tinggi untuk melelehkan serbuk logam selapis demi selapis. Hal ini dapat membuat bagian logam dengan kepadatan lebih dari 99,9%. Desain saluran pendingin konformal adalah tempat nilai fundamentalnya muncul dalam pembuatan cetakan. Prosedur pengeboran membatasi saluran pendingin cetakan tradisional pada pola zigzag linier atau sederhana, sehingga kurang efektif dalam pendinginan. Teknologi SLM dapat membuat saluran air tidak lurus seperti spiral dan dendrit. Hal ini membuat pendinginan lebih dari 40% lebih efektif. Misalnya, saat ponsel Huawei beralih ke topologi-desain saluran yang dioptimalkan untuk cetakan bingkai, waktu yang diperlukan untuk membuat satu bagian meningkat dari 120 detik menjadi 75 detik, dan tingkat hasil meningkat dari 89% menjadi 98%.
2. Teknologi EBM: cara terbaik membuat cetakan untuk paduan-suhu tinggi
Teknologi EBM menggunakan berkas elektron untuk melelehkan bubuk logam dalam ruang hampa. Manfaat khususnya adalah:
Kemampuan beradaptasi material: Cocok dengan logam aktif seperti paduan titanium dan paduan-berbasis nikel-bersuhu tinggi. Logam ini biasanya digunakan dalam cetakan kelas atas seperti yang digunakan pada mesin luar angkasa dan mobil.
Mengontrol tegangan sisa: Kecepatan pemindaian berkas elektron cukup tinggi, yang dapat menurunkan tekanan panas dan kemungkinan deformasi cetakan.
Seberapa baik pembuatannya: Kepadatan energi berkas elektron adalah 3 hingga 5 kali lipat dari laser, dan kecepatan pencetakan 30% hingga 50% lebih cepat daripada SLM.
Cetakan paduan titanium Platinum untuk mesin pesawat dibuat menggunakan teknologi EBM, yang menambahkan saluran aerodinamis yang rumit. Hal ini membuat cetakan bertahan lebih lama (dari 8000 hingga 25000 siklus) dan membuatnya 42% lebih ringan.
2, Teknologi Deposisi Energi Terarah: Cara Hebat untuk Memperbaiki Cetakan Besar dan Membuat Sesuatu Secara Aditif
Teknologi deposisi energi terarah baik untuk membuat dan memperbaiki cetakan besar karena dapat memindahkan bubuk logam atau kawat dan melelehkan deposisi pada saat yang bersamaan. Laser near net shape (LENS) dan arc additive manufacturing (WAAM) adalah dua metode utamanya.
1. Teknologi LENS: cara baru untuk membuat cetakan bahan gradien
Teknologi LENS memungkinkan berbagai material untuk berpindah secara mulus dari satu material ke material lainnya dengan melelehkan partikel logam dan memindahkannya pada saat yang bersamaan melalui sinar laser terkonsentrasi. Teknologi ini digunakan untuk membuat cetakan-pengecoran dengan struktur bergradasi fungsional dalam proses pembuatan-cetakan:
Lapisan permukaan: sangat kuat dan sangat tahan aus Untuk membuat cetakan lebih tahan aus, digunakan paduan kromium kobalt.
Lapisan inti: Menggunakan paduan aluminium yang kuat dan-densitasnya rendah untuk membuat cetakan lebih ringan dan lebih baik dalam menghilangkan panas.
Dibandingkan dengan material homogen standar, struktur gradien ini membuat cetakan bertahan 2–3 kali lebih lama dan menggunakan energi 15–20% lebih sedikit.
2. Teknologi WAAM: Cara-Efektif Biaya untuk Membuat Cetakan Besar
WAAM memiliki beberapa fitur berikut: menggunakan busur listrik sebagai sumber panas untuk melelehkan kawat logam.
Bahan berbiaya rendah: Kawat logam harganya hanya-sepertiga hingga-setengah harga bahan bubuk.
Efisiensi sedimentasi yang tinggi: 3–5 kg logam dapat diendapkan setiap jam, yang cukup untuk membuat cetakan besar dengan lebar satu meter.
Kemampuan perbaikan yang kuat: dapat memperbaiki retakan dan keausan dengan langsung meletakkan material pada cetakan yang ada.
Sebuah perusahaan mobil tertentu menggunakan teknologi WAAM untuk memperbaiki cetakan silinder mesin seberat 2 ton. Hal ini menghemat biaya perbaikan sebesar 68% dibandingkan dengan mendapatkan cetakan baru dan memangkas waktu perbaikan dari 45 hari menjadi 7 hari.
3, Teknologi penyemprotan perekat: cara membuat-cetakan skala kecil menjadi lebih efisien
Teknologi penyemprotan perekat menyemprotkan perekat hanya jika diperlukan untuk menempelkan partikel bubuk logam. Setelah degreasing dan sintering, diperoleh potongan logam padat. Teknologi ini mengatasi batasan ukuran teknologi peleburan lapisan bubuk, menjadikannya solusi terbaik untuk membuat cetakan kecil.
1. Manfaat dari segi teknologi
Produksi cepat: Tidak perlu melelehkan setiap lapisan secara terpisah, dan kecepatan pencetakan 5–10 kali lebih cepat dibandingkan SLM.
Penggunaan material yang tinggi: Serbuk yang tidak terikat dapat didaur ulang 100% sepanjang waktu, sehingga menghemat biaya material sebesar 30% hingga 40%.
Banyak kebebasan geometris: dapat membuat cetakan dengan geometri rongga internal yang rumit, termasuk cetakan injeksi plastik dengan pendinginan konformal.
2. Contoh Penggunaan
Sebuah perusahaan perangkat medis tertentu menggunakan teknologi penyemprotan perekat untuk membuat cetakan khusus untuk implan ortopedi. Biaya pembuatan satu cetakan telah turun dari 12.000 yuan menjadi 4.800 yuan, dan waktu yang dibutuhkan untuk membuat sebuah cetakan telah berkurang dari enam bulan menjadi 50 hari. Teknologi ini juga biasa digunakan di berbagai bidang seperti cetakan perhiasan dan cetakan elektronik presisi. Hal ini membantu manufaktur cetakan bergerak menuju fleksibilitas dan penyesuaian yang lebih baik.
4, Masa depan pembuatan cetakan adalah integrasi-proses.
Seiring kemajuan teknologi, satu proses tidak lagi cukup untuk memenuhi beragam kebutuhan pembuatan cetakan; oleh karena itu, penggabungan beberapa proses telah muncul sebagai sebuah tren baru dalam industri ini.
Pemrosesan komposit SLM+CNC: Pertama, gunakan SLM untuk mencetak cetakan kosong. Kemudian, gunakan CNC untuk pemesinan presisi, yang menyeimbangkan kecepatan pencetakan dengan keakuratan permukaan.
Menggabungkan LENSA dan perlakuan panas: Selama proses deposisi LENS, pendinginan laser dilakukan secara bersamaan untuk meningkatkan kekerasan permukaan cetakan hingga lebih dari 55HRC.
Penyemprotan perekat ditambah densifikasi HIP: Pengepresan isostatik panas (HIP) menghilangkan pori-pori bagian dalam pada bagian yang dilapisi perekat. Hal ini membuat kepadatan cetakan lebih dari 99,5%.