Im Vergleich zu großen Daten, VR und künstlicher Intelligenz ist der 3D-Druck heute eigentlich keine sehr neue Technologie.Diese Technologie hat eine Geschichte von mehr als dreißig Jahren.

Wie viele Vorteile gibt es im Metall-3D-Druck?Was sind die Unterschiede zwischen den verschiedenen Metalldrucktechnologien im Bereich der Druckmaterialien und Metallurgie?In dieser Ausgabe, 3D Science Valley und Gu You come to experience the metallurgy and processing science of metall D printing.

Drucken aus Metall

Herkunft und nächste Schritte

Eine der frühesten 3D-Drucktechnologien im Zusammenhang mit der Herstellung von Metallzusatzstoffen war die SLS-selec&",2a356;ive Lasersintertechnologie, die damals zur Sinterung von Kunststoffpulver verwendet wurde.In den 1990er Jahren realisierten Manriquez-Frayre und Bourell die Anwendung von Metallprodukten durch SLS-Technologie.

Wenn wir heute den Metalldruck in 3D erwähnen, beziehen wir uns in der Regel auf die SLM-selektive Laserschmelztechnologie, und die SLS-Technologie wird eher für andere Sintermaterialien als Metall verwendet.

SLM-Technologie ist so faszinierend, dass wir eine weitere Metall3D-Drucktechnologie mit DED-direkter Energieablagerung ignorieren, die Elektronenstrahl, Plasma oder Laser verwendet, um den Metalldraht/Pulver zu schmelzen und das Metallprodukt zu schweißen, um in einer Nettoform zu schließen.

Die Selektive Lasergesinterung (SLS) Technologie wurde in 1984 von Dr. Carl Deckard von der Universität von Texas in Austin und Dr. Joe Beanman, einem College-Berater, angewandt.3D Systems erwarb diese Technologie von DTM durch Akquisitionen, doch nachdem das Patent im 2014 abgelaufen war, zielten neu entstandene 3D-Druckerhersteller darauf ab, SLS, einen teuren industriellen Druckprozess, vom Altar zu machen.

Das Gründungspatent der SLM selec&\"; PP-Laserschmelze stammt vom Institut für Lasertechnologie, das dem Fraunhofer-Institut in Deutschland gehört, und das Verfallsdatum dieses Patents beträgt Dezember 2016.EOS startete in 1995 das erste handelsübliche SLM-Gerät und erhielt das Recht, das SLS-Technologie-Patent zu nutzen, indem es die Patentzulassung von 3D Systems erhielt.Ein anderes Unternehmen, Arcam, erhielt das Recht, EBM-Technologie über Adersson zu verwenden & Larsson&\"; Patent in 2000, und startete die erste kommerzielle EBM-Druckerei in 2002.

Mit dem vollen Ablauf der Original-3D-Druckgeräte-Patente sowie der Prozesskontrolle der Metallverarbeitung, der Entwicklung der Pulvertechnik und der Akquisition von Arcam und Concept laser durch GE hat auch der Metall3D-Druck eine ausgereifte Zeit eröffnet.Laut Greg Morris, Leiter der additiven Fertigung von GE&" Kombi35;39, wird GE die Geschwindigkeit des 3D-Druckes in zwei bis drei Jahren erhöhen, und sie hoffen, 100-mal die aktuelle Geschwindigkeit in der Zukunft zu erreichen.Mit der Verbesserung der Geräteverarbeitungstechnik, der Zusammenarbeit von Werkstoffen und der Rationalisierung der Preise wird der Metall3D-Druck im Bereich der Industrialisierung zwangsläufig einen breiteren Weg haben.Für Verarbeitungs- und Applikationsparteien, um einer solchen technologischen Welle gerecht zu werden, ist das Verständnis der metallurgischen Bearbeitung von Metall-3D-Druck ein notwendiger Kurs geworden.

In der Tat passieren im Prozess der Metallverarbeitung viele subtile Dinge.Nehmen Sie zum Beispiel die SLM selec&"\",426;ive Laserschmelztechnologie.Während des Laserschmelzprozesses des Pulvers erzeugt jeder Laserspot einen Miniatur-geschmolzenen Pool, vom Schmelzen des Pulvers bis zur Kühlung in eine solide Struktur, die Größe des Spots und die Wärme, die durch die Leistung erzeugt wird. Diese Größe bestimmt die Größe dieses kleinen geschmolzenen Pools, was die mikrokristalline Struktur des Teils beeinflusst.Darüber hinaus muss zur Schmelze des Pulvers genügend Laserenergie auf das Material übertragen werden, um das Pulver im mittleren Bereich zu schmelzen, wodurch ein vollständig dichtes Teil entsteht, aber gleichzeitig übersteigt die Wärmeleitung den Umfang des Laserpunktes und wirkt sich auf das umliegende Pulver aus.Es erscheint halbgeschmolzenes Pulver, das zu Poren führt.

Die meisten Laserschmelzsysteme verwenden Galvanometer, um eine Laserpositionierung und -fokussierung gemäß der Marktforschung des 3D Science Valley zu erreichen.Die neueste Technologie ist ein dynamisches Fokussystem, das die Laserstrahlleitung vor dem Galva Galvanometer passiert.Platzieren Sie eine kleinere Linse in der Mitte, um die Brennweite des optischen Systems einzustellen.

Für die Anwendungsseite hängen neben starren Bedingungen wie der Gerätekonfiguration auch die metallurgischen Leistungen mit vielen Bedingungen im Metall3D-Druckprozess zusammen.Die Einstellung von Verarbeitungsparametern, Pulverqualität und Partikelbedingungen, die Kontrolle der inerten Atmosphäre während der Verarbeitung, Laserscanning-Strategie, Laserpunktgröße und Kontakt mit Pulver, geschmolzenem Pool und Kühlung usw. bringen unterschiedliche metallurgische Ergebnisse mit sich.

Im Allgemeinen, je schneller die Verarbeitung, desto höher die Oberflächenrauhigkeit, die zwei miteinander verbundenen Variablen sind.Darüber hinaus ist Residual Streß ein häufiges Thema der DED- und SLM-Verarbeitungstechnologie, und Restspannungen werden sich auf Nachbearbeitungs- und mechanische Leistungsparameter auswirken.Nach der 3D Science Valley Marktforschung, basierend auf der Fähigkeit, die Metallurgie zu kontrollieren, kann jedoch auch Reststress verwendet werden, um die Rekristallisierung und die Bildung feiner, ausgeglichener Kristallstrukturen zu fördern.

In den letzten fünf Jahren wurden große Fortschritte beim Verständnis der Mikrostruktur des Metalldrucks und der Verarbeitungseigenschaften neuer Legierungen erzielt.Gleichzeitig wird auch die Heterogenität der Mikrostruktur beobachtet.In diesem Zusammenhang wird die Charakterisierungsarbeit (Kolonne, hohe Orientierung, Porosität usw.) genutzt, um ein weiteres Verständnis der Prozessmetallurgie zu gewinnen, die nicht nur die Prozesskontrollierbarkeit des 3D-Metalldrucks verbessert, sondern auch neue Anforderungen an die Materialaufbereitung und Nachbearbeitung stellt.