Czy szybkość recyklingu materiałów drukarskich metalowych jest wysoka?

一, Zasada techniczna: główna idea wyboru materiałów i kontrolowania interfejsu.
Głównym celem drukowania 3D Multi - jest uzyskanie dwóch lub więcej metali do połączenia metalurgicznego. Istnieją dwa główne sposoby na to: topienie złoża proszkowego (SLM/L - PBF) i skierowane osadzanie energii (ded). Wykorzystując technologię SLM jako przykład, trzeba rozwiązać trzy podstawowe problemy technologiczne, aby umożliwić drukowanie metalowe Multi -:
Kontrolowanie kompatybilności materiału
Wybierz kombinację metalową, która ma różnicę w współczynniku rozszerzalności cieplnej mniejszej niż 10% i różnicy w temperaturze topnienia mniejszej niż 200 stopni. NASA używa kombinacji GRCOP - 42 stopu miedzi (punkt topnienia 1083 stopnia) i HR - 1 stop z wysokiej temperatury (stopień topnienia 1390 stopnia), aby stworzyć komory spalania silnika rakietowego. Robią to, kontrolując gęstość energii laserowej (120-150 J/mm ³) i prędkość skanowania (800-1200 mm/s), aby utworzyć warstwę przejściową 0,3 mm, która łączy dwa materiały. Wytrzymałość na rozciąganie na interfejsie wynosi 420 MPa, czyli o 60% wyższą niż w przypadku typowych metod lutowania.
Renowacja systemu rozprzestrzeniania proszku
Konwencjonalny proces rozprzestrzeniania proszku - jest nieodpowiedni dla wymagań multi - naprzemiennego osadzania metalowego. Elektrostatyczne urządzenie adsorpcyjne Fraunhofer IGCV Laboratory może selektywnie adsorbować różne metalowe proszki, dostarczając pole elektrostatyczne -5000 V na platformę budowlaną. System rozprzestrzenia proszek CW106C z stopu miedzi (warstwa wewnętrzna) i proszek stalowy 1,2709 (warstwa zewnętrzna), jednocześnie tworząc komorę pchnięcia miedzianego stalowego. Odzyskuje również 98% proszku, który jest trzykrotnie bardziej wydajny niż typowe mechaniczne rozprzestrzenianie się proszku do skrobaka.
Kontrolowanie parametrów procesu w czasie rzeczywistym
Podczas drukowania za pomocą wielu metali siła lasera, metoda skanowania i inne ustawienia muszą być zmieniane w czasie rzeczywistym dla każdego obszaru materiału. Technologia osadzania metalu Melio 3E wykorzystuje inteligentne czujniki, aby mieć oko na temperaturę stopionego puli w czasie rzeczywistym (z błędem ± 5 stopni). Automatycznie pasuje również do parametrów osadzania stopu tytanowego (moc lasera 400 W) i stopu aluminium (moc laserowa 250 W). Podczas tworzenia wsporników dla silników lotniczych technologia ta sprawia, że ​​obszar stopu tytanu o 38% staje się coraz trudniejszy i aluminium o 18%, czyli o 25% lepsze niż wydajność drukowania pojedynczych materiałów.
2, powszechne użycie: przechodzenie z laboratorium do praktyki fabrycznej
1. Aerospace: Sprawiając, że komora spalania i lepsza w zarządzaniu ciepłem
Komora spalania silnika rakietowego musi być w stanie obsłużyć płukanie gazu przy 3000 stopni i ciekłe chłodzenie tlenu w - o 180 stopni. Aby połączyć podszewkę ze stopu miedzi i niklu - skorupę stopową w tradycyjnej produkcji, muszą być spawane razem z materiałami wybuchowymi. Ta procedura może potrwać do sześciu miesięcy. Po użyciu technologii drukowania Multi - metalowa technologia drukowania 3D niemiecka grupa Safran Group Bimetallic Calustion wykonana przy użyciu techniki SLM skróciła czas produkcji o połowę i sprawiła, że ​​jest o 40% lżejszy. Główną innowacją jest zastosowanie funkcjonalnie stopniowanego projektowania materiałów. Istnieje warstwa przejściowa Nikrala o grubości 0,5 mm między stopem miedzi (GRCOP-84) a stalą (316L). Ta warstwa płynnie zmienia współczynnik rozszerzania cieplnego z 16,5 × 10 ⁻⁶/ stopień do 12,8 × 10 ⁻⁶/ stopień, który pozbywa się stężenia naprężenia na interfejsie.
2. Sprzęt energetyczny: rewolucja konformacyjna kanałów chłodzących w produkcji
W tworzeniu form wtryskowych tradycyjne kanały wody chłodzącej są w większości proste z powodu granic przetwarzania. To sprawia, że ​​pola temperaturowe w formie nierówne (z wariancjami do 30 stopni), co obniża jakość formowanych produktów. Bimetaliczna technika SLM w Aerosint drukuje kanały chłodzące ze stopu miedzi (CUCR1ZR) wewnątrz wkładek formy, co sprawia, że ​​chłodzenie trzykrotnie skuteczniejsze. Ta metoda skraca czas chłodzenia na wytwarzanie motoryzacyjnego zderzaka z 45 sekund do 18 sekund, ogranicza zużycie energii do produkcji pojedynczej - o 60%i sprawia, że ​​pleśń trwa ponad 2 miliony razy dłużej.
3. Biomedical: Dostosowanie wydajności spersonalizowanych implantów
Tradycyjne stawy protetyczne tytanowego stopu tytanowego zajmują pełne zintegrowanie z kością. Naukowcy z Northwestern Polytechnical University wymyślili nowy sposób na bimetaliczne implanty tytanowe 3D. Robią to, umieszczając porowate struktury (TA) (65% porowatość, wielkość porów 500 μm) na powierzchni stopu tytanu (TI6AL4V). To sprawia, że ​​wiązanie między implantami a tkanką kostną trzy razy silniej. Dowody kliniczne pokazują, że implant stawu biodrowego tej technologii ma wskaźnik integracji kości 92% trzy miesiące po operacji. Jest to 50% krótsze niż czas odzyskiwania typowych implantów stopu tytanu.