Jak wybrać odpowiedni metalowy sprzęt do drukowania 3D w produkcji przemysłowej?

1, Dopasowanie trasy technicznej: dotarcie do dolnego uzasadnienia reprezentacji procesu
Obecny standardDrukowanie metalowe 3DTechnologia oferuje wzór „trzech nóg”:
Selektywne topnienie lasera (LPBF): EOS M 400-4 System laserowy kontroluje grubość warstwy między 20 a 50 μm za pomocą lasera światłowodowego 200–1000 W. Ten system jest dobry do tworzenia skomplikowanych części kanałów przepływowych w branży lotniczej. Najlepszą rzeczą jest to, że możesz kontrolować mikrostrukturę. Na przykład centralny pasek stopu tytanowego, który siła platynowa wykonana dla C919 zmienia wielkość ziarna z 50 μm do 200 μm w czasie poprzez zmianę mocy lasera, co czyni ją o 18% silniejszą w stosunku do zmęczenia.
Topienie wiązki elektronów (EB - PBF): Maszyna Arcam EBM Q20PLUS wykorzystuje wiązkę elektronów 3KW do budowania rzeczy w tempie 1000 mm ³/h w próżni o 650 stopni. To sprawia, że ​​świetny jest konstruowanie wysokich - tarcz z stopu temperatury. Dzięki tej technologii GE Aviation skrócił czas potrzebny na wykonanie pojedynczych kryształowych łopat turbiny dla silników LEAP z 12 miesięcy do 3 tygodni i obniżyło szybkość defektów granicy ziarna do 0,03%.
Spray klejowy (BJ): System sklepu z metalami stacjonarnymi wykorzystuje technologię sprayu kropel do zdeponowania 2000 kropli kleju na sekundę. Następnie przechodzi proces odtłuszczania 1200 stopni, który pokazuje, że tańsze jest wytwarzanie stalowych form. Technologia ta jest używana przez pewnego producenta samochodów do wytwarzania wtrysków z konformalnymi kanałami chłodzenia. To skraca czas cyklu wtrysku o 28% i sprawia, że ​​pleśń trwa 3,2 razy dłużej niż poprzednie metody.
Ważne rzeczy, o których należy pomyśleć przed wybraniem:
Technika LPBF jest lepsza dla skomplikowanych wewnętrznych struktur wnęki.
Zaleca się, aby sprawdzono pojemność kontroli próżniowej pod kątem wysokich materiałów stopowych - (mniejsze lub równe 5 × 10⁻³ PA).
W przypadku dużej produkcji skali - należy sprawdzić szybkość skurczania technologii BJ podczas odtłuszczania (zwykle 1,8–2,2%).
2, Kompatybilność systemu materialnego: Ważne czynniki przekształcania granic procesu
Istnieje ponad 20 materiałów, które składają się na pełny system drukowania metalowego 3D, w tym 17 - 4Ph 4Ph, stop, stop tytanowy TI6AL4V, stop tytanowy TI6AL4V. Wybierając, powinieneś zwrócić uwagę na:
Dostosowanie charakterystyk proszku: EOS M 300-4 jest najlepszym przy równomiernie rozpraszając proszki o sferyczności 90% lub wyższej i prędkości przepływu Hall 25s/50 g lub niższej. Firma medyczna, która stosowała proszek z stopu chromu kobaltowego o 85% sferyczności, odnotowała wzrost o 37% w liczbie przypadków zablokowanego mechanizmu rozprzestrzeniania się proszku.
Zdolność do przetwarzania wielu materiałów: Farsoon FS121M-8 może szybko przekonwertować między stopem tytanowym, stopem aluminium i stalą do formy dzięki modułowej systemu karmienia w proszku. Może to zrobić w mniej niż 45 minut, co jest idealne do produkcji małych partii różnych typów.
Tworzenie nowych materiałów: Sprzęt Platinum Lite BLT - S800 ma dynamiczne technologię rozprzestrzeniania proszku, która może obsługiwać proszki nanokrystaliczne o rozmiarach cząstek między 15 a 53 μm. Pomaga to w drukowaniu wysokiej - stopu aluminium A20X i nadaje części wytrzymałości na rozciąganie 620 MPa.
Jak sprawdzić:
Poproś twórców sprzętu o podanie materialnej listy kontrolnej, takiej jak standard NASA MFS-30301.
Wykonaj produkcję testu w skali małej -, aby sprawdzić szybkość użytkowania proszku (technologia LPBF: 45–65%, EB - Technologia PBF: 70–85%).
Pod różnymi materiałami sprawdź poziomy stresu resztkowego (zalecane 200 MPa).
3, Ocena wydajności produkcji: Zmiana z wydajności jednej maszyny na wydajność całego systemu
Aby wybrać sprzęt do klasy przemysłowej -, musisz skonfigurować trzy - model oceny wymiarowej:
Indeks wydajności pojedynczej maszyny:
Szybkość skanowania: 12 laserowy system Huashu FS811M - 12 to skaner zaawansowany technologicznie, który może skanować z prędkością 20000 mm/s, czyli dziewięć razy szybciej niż jedno urządzenie laserowe.
Jak szybko rośnie budynek: Ge pomysł dodatkowy seria laserowa M2 może osiągnąć 45 cm ³/h, co wystarczy do masowej produkcji bloków cylindrów silnika samochodowego.
Rozmiar formy: pojemność formowania platynowego blt - S1000 wynosi 1000 1000 800 mm, co oznacza, że ​​może jednocześnie wydrukować całe koło lądowe samolotu.
Linia produkcji, która działa: rozwiązanie fabryczne AM, które zostały wykonane przez EOS i Siemens współpracujące razem, w pełni automatyzuje krążenie proszku oraz selekcję i pozycjonowanie części przez AGV. Zwiększa to wykorzystanie sprzętu do 82%.
Digital Twin System: Renishaw AM400 jest wyposażony w oprogramowanie Renam Flex, które może pokazać, jak stres jest rozpowszechniany podczas procesu drukowania w czasie rzeczywistym. To obniża szybkość pęknięć do mniejszej niż 0,5%.
Zarządzanie zużyciem energii:
Sprzęt LPBF zwykle zużywa 8 do 12 kW/h energii, a należy przyjrzeć się wpływowi szczytowej mocy na system dystrybucji energii zakładu.
System odzyskiwania energii Platinum Technology może wykorzystywać ciepło odpadowe od sprzętu do ciepłego proszku, co zmniejsza ogólne zużycie energii o 18%.
Przykład obliczeń świadczeń: Firma lotnicza analizuje trzy różne rozwiązania techniczne:
Koszt pojedynczego kawałka tradycyjnej pięciu - obróbka osi wynosi 85 000 ¥, a czas cyklu wynosi 45 dni.
Drukowanie LPBF: 32 000 na jednostkę, 7 dni do wypełnienia (potrzebuje Post - przetwarzanie)
Koszt jednostkowy EB - drukowanie PBF wynosi 28 000 ¥, a czas trwania cyklu wynosi 5 dni (w pobliżu formacji netto).
Ostatnią alternatywą była technologia PBF EB -, która zwiększyła coroczną pojemność produkcyjną z 120 sztuk do 1200 sztuk i przyspieszyła obrót zapasów o 400%.
4, System upewnienia się jakość: dotarcie do dna inżynierii niezawodności
W przypadku urządzeń klasy przemysłowej - należy skonfigurować cztery etapy kontroli jakości:
Monitorowanie procesu:
Monitorowanie stopionej puli: EOS M 400-4 ma czujnik pirogenezy, który może obserwować gradient temperatury 1000 stopionych pul w czasie rzeczywistym, co pomaga utrzymać wzrost ziarna.
Znalezienie proszku: Huashu High Tech FS273M wykorzystuje profil laserowy do dostosowania grubości każdej warstwy w zamkniętej pętli przy 0,01 mm.
Kompatybilność dla Post -:
Hot Isostatic naciśnięcie (biodro): Musisz sprawdzić, czy rozmiar komory sprzętu i wydrukowany element są tak blisko siebie, jak to możliwe (na przykład sprzęt Quintus QIH-9 może obsługiwać części o średnicy 600 900 mm).
Leczenie za pomocą piaskowania: Aby zachować cienkie konstrukcje mury -, sprzęt musi mieć kontrolę ciśnienia w stadium multi - (0,1–0,6mPa).
Testowanie, które nie uszkadzają:
Przemysłowy CT: Sprzęt CT Yxlon FF35 może znaleźć wady porów tak małe jak 0,05 mm, czego wymaga przemysł lotniczy.
Testowanie z prądami wirowymi: Technologia Eddyfi EcObra może znaleźć pęknięcia w stopach tytanu o głębokości 0,02 mm.
Odniesienie do standardów certyfikacyjnych:
Aerospace: AC7114/3 z NADCAP
ISO 13485 i ASTM F3184 dla sprzętu medycznego
VDA w branży samochodowej 6.3 Audyt procesu