Parimad materjalid autoosade 3D-printimiseks

Kui olete kunagi oodanud kuus kuni kaheksa nädalat tööriistapakkumist vaid ühe kronsteini kujunduse testimiseks, teate juba valu. Osa on vaja kiiresti, see peab reaalsetes teeoludes vastu pidama ja sa ei saa endale lubada ümbertegemist, kuna keegi valis vale materjali. See on küsimus number üks, mida me igal nädalal hankejuhtidelt ja inseneridelt kuuleme: "Millist materjali peaksime selle osa jaoks tegelikult kasutama?"

Hea uudis on see, et 3D-printimine alumiiniumile on muutunud üheks kõige usaldusväärsemaks lahenduseks autokomponentide - jaoks alates sulgudest kuni korpusteni ja prototüüposadeni, mis lähevad kohe testimisele. Kuid alumiinium ei ole ainus võimalus ning õige metalli (ja õige viimistluse) valimine võib olla erinevus kestva ja põllul ebaõnnestuva osa vahel. Selles juhendis käsitleme materjale, mis autoosade jaoks tegelikult töötavad, selgitame lihtsas inglise keeles metallist laserprintimist ja näitame teile, kus metalliga kaetud 3D-prindid pildile sobivad - pole vaja inseneri kraadi.

Siin on asi, mida enamik inimesi eksib: nad keskenduvad printerile, mitte pulbrile. Tõde on see, et masin on palju vähem oluline kui selle sees olev materjal.

Tööstusuuringute kohaselt kasvab ülemaailmne metallilisandite tootmise turg kümnendi lõpuni üle 20% aastas ning autotööstust nimetatakse järjekindlalt üheks kõige populaarsemaks tööstusharuks, kohe lennunduse ja meditsiini taga. See ei ole juhus - autotootjad on pideva surve alla vähendada kaalu, lühendada arendusaega ja vähendada nende hallatavate tarnijate arvu. Metallist 3D-printimine kontrollib kõiki kolme kasti, kuid ainult siis, kui materjal sobib tööga.

Mootoriruumi lähedal asuv kronstein vajab kuumakindlust. Konstruktsioonikinnitus vajab väsimustugevust. Prototüübi osa peab lihtsalt välja nägema ja sobima õigesti, et insenerid saaksid disainile alla kirjutada. Kolm väga erinevat tööd, kolm väga erinevat materjalivalikut - ja sellele kogu see juhend tegelikult taandubki.

Miks insenerid armastavad alumiiniumosi?

Kui peaksite valima ühe metalli, mida autotööstuse 3D-printimise taotlustes kõige sagedamini kuvatakse, on see alumiinium. See on kerge, oma kaalu kohta tugev ja talub suhteliselt hästi kuumust -, mis on täpselt see, mida soovite sõidukilt, kus iga lisagramm mõjutab kütusesäästlikkust või aku töömahtu.

Alumiiniumisulamid nagu AlSi10Mg on tööhobune3D-printimine alumiiniumileprojekte, sest need prindivad puhtalt, hoiavad häid hälbeid ja ei nõua hästi toimimiseks{0}}eksootilist järeltöötlust.

Tüüpilised kasutusjuhud

Kinnitusklambrid ja andurite korpused

Sisselaskekollektorid ja jahutuskomponendid

Kerged struktuursed toed elektrisõidukitele

Jahutusradiaatorid ja elektroonilised korpused

Ettevõtetele, kes otsivad 3D-printimise autoosade tehast, mis suudaks alumiiniumprototüüpe kiiresti ümber pöörata, on see tavaliselt lähtepunkt - see on kiire, see on titaaniga võrreldes kulusäästlik- ja see annab teile plastikust maketi asemel tõelise ja funktsionaalse osa.

Alumiinium ei saa kõike teha. Mõnikord peab osa väsimata üle elama suurema pinge, kõrgema temperatuuri või korduvad laadimistsüklid.

Titaan suure{0}}pingega, kerged komponendid

Titaan on valitud materjal, kui kaal on endiselt oluline, kuid osa on tugeva mehaanilise koormuse all, - mõelge vedrustuse komponentidele, motospordi osadele või kronsteinidele kõrge vibratsiooniga alade lähedal{1}}. Titaanist 3D-prinditud autoosad maksavad rohkem kui alumiinium, kuid jõudlussõidukite ja võidusõidurakenduste puhul on tugevuse -kuni{5}}kaalu tasuvus tavaliselt seda väärt.

Roostevaba teras vastupidavuse ja kulude tasakaalu tagamiseks

Roostevaba teras ei ole nii kerge kui alumiinium või titaan, kuid see on sitke, korrosioonikindel- ja sageli odavam osade jaoks, mis ei pea iga viimast grammi raseerima - väljalaskekomponendid, kinnitused ja konstruktsiooniklambrid on tavalised kandidaadid.

Jätame selle lihtsaks, sest see ei pea tegelikult olema keeruline.

Lasertrükk metallist-, mida sageli nimetatakse SLM-iks (Selective Laser Melting) või DMLS-iks (otsene metalli laserpaagutamine) - levib üliõhukese metallipulbri kihi üle ehitusplatvormi, seejärel jälgib laseri abil detaili kuju otse sellele pulbrile. Laser sulatab pulbri täpselt seal, kus disain seda nõuab, platvorm langeb veidi alla, peale laotub uus pulbrikiht ja laser teeb seda uuesti. Kiht kihi haaval kasvab lahtisest pulbrist välja tahke metallosa - ei hallitust, tööriistu ega pikka teostusaega.

Mõned praktilised punktid, mida tasub tsitaate võrdlemisel teada:

SLM sulatab pulbri täielikult, tekitades tihedamaid ja tugevamaid osi -, mis sobivad ideaalselt funktsionaalsete autokomponentide jaoks.

SLS, mis on rohkem levinud plastide puhul, kuid mida mõnikord arutatakse ka metalliprotsesside kõrval, pigem paagutab kui täielikult sulatab materjali - ei ole üldiselt esimene valik kandvate autoosade jaoks{1}}.

Ehituskiirus sõltub suuresti osa kõrgusest ja keerukusest, mitte ainult suurusest -, kõrge õhuke klamber võib mõnikord võtta kauem aega kui lühike ja lai.

Kui kaalute autoosade puhul SLS-i ja SLM-i, on lühike vastus: kõige jaoks, mis peab kandma sõidukile tõelist mehaanilist koormust, sobib peaaegu alati paremini SLM.

Toores 3D-prinditud metallosa otse masinast on funktsionaalne, kuid harva on see valmistoode. See on kohtMetallkattega 3D-prindidtuleb sisse.

Pindamis- ja katmisprotsessid lisavad mitteväärismetallile kaitse- ja jõudluskihi:

Korrosioonikindlus - kriitiline osade jaoks, mis puutuvad kokku teesoola, niiskuse või mootoriruumi kuumusega

Kulumiskindlus - pikendab hõõrdumise või korduva kokkupuutega osade eluiga

Teatud andurikorpuste ja maanduskomponentide jaoks on vajalik elektrijuhtivus -

Kosmeetiline viimistlus - on oluline nähtavate osade või{1}}kliendi ees seisvate prototüüpide jaoks

Metallist 3D-printimisega autoosade tootjatelt hangivate tootjate jaoks, kui küsite eelnevalt, kas pakkumine sisaldab katmist ja{1}}järeltöötlust, säästavad nad hiljem palju edasi-tagasi. See on väike detail, millest jäetakse tähelepanuta sagedamini kui peaks.

Hea viis näha, kuidas see kõik kokku saab, on reaalne näide.

Autokomponentide valdkonnas tegutsev klient tuli Sunhingstonesi tuttava probleemiga: nad vajasid uue elektrisõidukite platvormi jaoks kergeid alumiiniumklambreid, kuid nende olemasoleva tarnija tööriistade tarneaeg oli üle 40 päeva - liiga aeglane nende disaini kinnitamise ajakava jaoks.

Koostöös Sunhingstonesi insenerimeeskonnaga läks klient traditsiooniliselt CNC{0}}tootmiselt üle kombineeritud töövoogule: 3D-printimine alumiiniumile esialgse prototüübi ja väikesemahuliste käituste jaoks, millele järgnes CNC-viimistlemine kriitilistel kinnituspindadel, et saavutada ranged tolerantsid. Tulemused:

Esimeste-artikliosade tarneaeg vähenes 40+ päevalt alla 10 päevale

Materjalijäätmeid vähendati ligikaudu 30% võrreldes ainult lahutava{1}}tootmisega

Klient sai testida kolme disaini iteratsiooni ajaga, mis kulus ühe testimiseks

Selline pööre on just see põhjus, miks rohkem hanketiime otsib kohandatud 3D-prinditud autoosade tootjat, selle asemel, et jääda varajases-tootmises vormist-sõltuvatele tarnijatele.

Samuti väärib mainimist, et 3D-prinditud metalli pinnatöötlus ei ole enam nišiteema - see on tööstuse pealkiri. 2025. aasta ESTAL kongressil (Euroopa Alumiiniumi Pinnatöötluse Assotsiatsioon) oli üks esiletoodud tehnilistest seanssidest pühendatud spetsiaalselt 3D{5}}prinditud alumiiniumi konversioonitöötlustele ja uuendustele, nagu nanoosakestega{6}}täiustatud anoodkatted. See on tugev signaal, et metalliga kaetud 3D-prindid-ja järeltöötlemine ei ole enam tagamõte, - neid käsitletakse kui põhiosa sellest, kuidas lisandite tootmine määratakse tegelikuks{11}}autotööstuses{12}}kasutamiseks.

Siin on lihtne -kõrvuti{-, mis aitab teil asju kitsendada enne pakkumise küsimist.

Kui te pole kindel, milline rida teie projektile sobib, on see täiesti tavaline koht alustamiseks - enamik kliente ei tea enne, kui nad räägivad osa tegelikust töökeskkonnast inseneriga.

Olenemata sellest, kas testite oma esimest prototüüpi või suurendate tootmist, on õige materjali valimine esimene tegelik otsus, mis kujundab kulusid, ajakava ja osade jõudlust. Kui võrdlete 3D-printimise võimalusi alumiiniumile, titaankomponentidele või vajate viimistlusprotsessi osana metallist katmist 3D-printe, võib meie meeskond juhendada teid materjali valikul ja saada teile hinnapakkumise, mis põhineb teie tegelikul osal -, mitte üldhinnangul.

Pöörduge juba täna tasuta disainiülevaate ja hinnapakkumise saamiseks ning vaadake, kui kiiresti võib töötav osa failist teie kätte jõuda.