1. Materjali valik metallist 3D-printimiseks
Materjalide valik määrab esialgu 3D-prinditud metalli eluea. Metallist 3D-printimise materjalid ulatuvad roostevabast terasest, titaanisulamist, alumiiniumisulamist, koobaltkroomisulamist jne. Nendel materjalidel on tugevus, kõvadus, korrosioonikindlus, suurepärane temperatuuritaluvus ja muud omadused.
Tavaliselt kasutatav 3D-prinditud metallmaterjal, millel on tugevad mehaanilised omadused ja korrosioonikindlus, sobib roostevaba teras meditsiiniseadmete, autoosade jms valmistamiseks. Tänu oma suurele tugevusele, madalale tihedusele ja erakordsele biosobivusele leiavad titaanisulamid suurepärast rakendust lennunduses ja meditsiinis , ja teistes tööstusharudes. Alumiiniumsulami hea soojusjuhtivus ja kerged omadused sobivad autoosade, lennukikomponentide jms valmistamiseks. Tänu oma suurele kulumis- ja korrosioonikindlusele leiavad koobaltkroomisulamid koha hambaimplantaatides ja meditsiiniseadmetes.
3D-prinditud metallide eluea säilitamine sõltub sobivate metallmaterjalide valikust. Materjalide valimisel on vaja põhjalikult kaaluda selliseid elemente nagu kasutuskeskkond, pingetingimused, korrosioonikindlus ja osade vastupidavus kõrgele temperatuurile, et tagada toodetud trükitud osade vastavus disaininõuetele ja kasutusiga.
2.3D-printimise metalli trükkimise tehnika
3D-prinditud metalli vastupidavus sõltub sama palju printimismeetodist. Metalli 3D-printimise trükkimistehnikad koosnevad praegu enamasti lasersulatussadestamisest (LMD), selektiivsest lasersulatusest (SLM), elektronkiirsulatusest (EBM) jne.
Lasersulatussadestamise tehnoloogia moodustab laserkiire abil sulatatud metallipulbrist või traadimaterjalist esemeid kihtidena. Selle tehnika abil saab toota suuri, keeruka kujuga esemeid, millel on suur printimiskiirus ja materjalisäästlikkus, kuid lasersulatussadestamise protsessi käigus võivad tükkide sees tekkida jääkpinged või lõhed, mis võivad mõjutada nende vastupidavust.
Suure energiaga laserkiirte abil sulatab selektiivne lasersulatustehnika täpselt metallipulbri, et luua tihedaid metallurgilisi struktuure. Hea pinnakvaliteet ja mõõtmete täpsus võimaldavad selle tehnoloogiaga trükkida ülitugevaid ja väga täpseid metalltooteid. SLM-tehnoloogia kihthaaval sulatustehnika tulemusel ei esine tükkide sees peaaegu mingeid vigu, mis pikendab nende pikaealisust.
Kasutades soojusallikana elektronkiirt, sulatab elektronkiirega sulatustehnoloogia metallipulbrit või traati. See meetod võib tekitada kõrge sulamistemperatuuri, mis on tänu elektronkiire suurele energiatihedusele kasulik detailide defektide ja jääkpingete eemaldamiseks ning võimaldab kiiret sulamist ja ülitäpset printimist.
3. 3D prinditud metalltoodete järeltöötlus
Lisaks mõjutab vastupidavust oluliselt 3D-prinditud metallis kasutatav järeltöötlusprotseduur. Järeltöötlusprotsessi hõlmavad etapid, sealhulgas mehaaniline töötlemine, pinnatöötlus ja kuumtöötlus.
Üks peamisi viise osade sees jääkpingete vähendamiseks ja materjali kvaliteedi parandamiseks on kuumtöötlus. Kuumtöötluse kasutamisel võib komponentide mikrostruktuur olla homogeensem, suurendades seeläbi nende tugevust ja sitkust.
Pinnatöötlus aitab parandada osade pinna kvaliteeti ja korrosioonikindlust. Levinud pinnatöötlusmeetodid hõlmavad liivapritsi, poleerimist, galvaniseerimist jne. Liivaprits võib puhastada esemete pindu oksiidikattest ja prahist, suurendada pinna karedust ja kleepuvust; Poleerimine aitab siluda komponentide pindu, parandada nende välimust, suurendada nende korrosioonikindlust; Moodustades detaili pinnale metallkatte, suurendab galvaniseerimine selle kulumis- ja korrosioonikindlust.
Kasutades esemete täppistöötlust, võib mehaaniline töötlemine parandada nende mõõtmete täpsust ja pinna kvaliteeti. Trükiprotsessi käigus tekkivaid jäsemeid ja ebatasasusi saab kõrvaldada mehaanilise töötlemisega, viies tükid seega disainikriteeriumidele lähemale.
4. 3D prinditud metalli praktiline kasutamine
Kasulikes rakendustes on 3D-metalliprintimine toonud märkimisväärset edu. Lennukitööstuses toodetakse konstruktsioonikomponente ja mootoriosi muude oluliste komponentide hulgas kasutades 3D-prinditud metalli. Nendel osadel peab olema suur tugevus, kõrge sitkus ja hea korrosioonikindlus, lisaks peavad need vastu pidama karmidele tingimustele, sealhulgas kõrgele temperatuurile ja kõrgele rõhule. 3D-prinditud metall võib tootmistsükleid drastiliselt lühendada ja kulusid vähendada, täites siiski need kriteeriumid.
3D-prinditud metalli toodetakse meditsiinisektoris, et luua muude objektide hulgas hambaravi ja ortopeedilisi implantaate. Nende implantaatide hea biosobivus ja kulumiskindlus aitavad tagada patsiendi mugavuse ja ohutuse. Metalli 3D-printimine võib suurendada implantaatide vastupidavust ja kasutusiga ning luua täpselt tarbija isiklikke vajadusi rahuldavaid implantaate.
Peamised osad, nagu mootor ja šassii komponendid, toodetakse autotööstuses, kasutades 3D-prinditud metalli. Need osad peavad olema tugevad, väga vastupidavad ja mõnevõrra kerged. 3D-prinditud metall võib neid vajadusi rahuldada ja oluliselt suurendada auto kütusesäästu ja jõudlust.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-centrifugal-pump-impeller.html