金属3D打印技术及其专用电源的研究进展
近年来,3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造,特别是金属材料的制造。在国防领域,欧美发达国家重视3D印刷技术的发展,投入大量资金研究,3D印刷金属部件一直是研究和应用的重点。它不能打印模具、自行车、枪支等武器,甚至不能打印汽车、飞机等大型设备。三维打印作为一种新的制造技术,在设备设计与制造、设备**、航空航天等领域显示出了非常广阔的应用前景,并显示出强大的发展势头。
1 3D打印概述
1.1 基本概述
3D打印技术的核心思想起源于19世纪末的美国,但直到20世纪80年代中期才形成。1986年,美国查尔斯·赫尔发明了第一台3D打印机。3D打印技术于1991年在中国开始研究。大约在2000年,这些过程开始从实验室研究到工程和生产逐渐发展。当时,它的名字是快速原型技术(RP),这是在开发样本之前的物理模型。现在又被称为快速成型技术,材料加成制造。但为了方便公众接受,这种新技术统称为3D打印。三维打印是一种基于数字模型设计的快速成型技术,三维物体的生成技术是利用金属粉末或树脂等粘合材料层层“增料”印刷而成。3D打印被称为“上个世纪的思想和技术,本世纪的市场”。
1.2 3D打印特点
1)精度高。目前,3D打印装置的精度可以控制在0.3mm以下。
2)短周期。3D打印不需要模具的制造工艺,大大缩短了模型的生产时间。一般来说,模型可以在几小时甚至几十分钟内打印出来。
3)个性化。3D打印对打印模型的数量没有限制,无论是否可以以相同的成本进行一个或多个打印。
4)材料的多样性。3D打印系统可以打印不同的材料,这些材料的多样性可以满足不同领域的需要。
5)成本相对较低。虽然目前3D打印系统和3D打印材料相对昂贵,但如果用于制作个性化产品,其生产成本相对较低。
2 金属3D打印技术
金属零件三维打印技术是整个三维打印系统中最先进、最有潜力的技术,是先进制造技术的重要发展方向。随着科学技术的发展和普及应用的需要,利用快速成型直接制造金属功能零件已成为快速成型的主要发展方向。目前,直接制造金属功能件的快速成型方法主要有:选择性激光熔接(SLM)、电子束选择性熔接(EBSM)、激光工程网成型(透镜)等。
2.1激光工程清洁成形技术(透镜)。
透镜是桑迪亚国家实验室首次提出的一种新的快速成型技术。它的特点是直接制造具有复杂形状结构的金属功能零件或模具;多种可加工金属或合金材料可以实现非均匀材料零件的制造;便于加工熔点高、加工难度大的材料。
金属粉末和金属丝激光金属沉积(LMD)三维打印技术
工艺概述:
激光金属沉积(LMD)是一种焊接过程。该材料被引入高功率激光产生的熔池中。LMD属于定向能量沉积(DED)过程。通常,填充材料是粉末,通过激光束周围的锥形环形喷嘴喷射。添加的材料形成一个焊接,然后涂层金属下面。该工艺用于部件耐磨性增加的包层应用、材料添加到磨损部件的修复应用或复杂几何形状的自由制造(3D打印)。与其他焊接形式相比,LMD在装配过程中热影响范围较小,稀释度较低,残余应力较低。
沉积线材:
在当今的工业中,粉末LMD比线沉积更为常见,因为它更容易用单一的高功率激光源实现。然而,粉末的加工存在许多缺点:
粉末比电线贵得多,这是有问题的,因为LMD通常用于制造使用大量材料的大中型部件。
此外,并非所有通过喷嘴注射的粉末都被捕获在浴中。对于自由制造,实际粉末利用率在20-80%之间,很大程度上取决于部分细度和工艺参数。从材料成本的角度来看,这是一个问题,从工程的角度来看也是一个问题。将粉末沉积头重新安装到任何未专门设计的加工上都会导致严重磨损。此外,用户还需要处理未使用的粉末和粉末材料可能会造成健康风险。相比之下,盘条的利用率为100%,盘条的原材料不会造成任何危险。
并不是每个人都能负担得起自己的3D打印机, 工业级高精度3d打印机造价昂贵,所以许多公司在他们的产品中增加了3D打印点播服务。3D打印服务将您的设计转化为完全实现的3D打印模型,而无需您自己的设备。
即使您希望体验大小、材质和复杂性,3D打印服务也允许您尝试更多的类型,而不是单一设置。因此,如果你想要打印又不想自己投资,那么3D打印服务将是你不错的选择。
尽管时间、价格和能力的细节会因您选择的服务而有所不同,但所有3D打印服务都遵循以下一般步骤:
1。在个人CAD程序或3D打印服务的网站上创建您的设计。
2、选择要使用的服务并发送您的设计。
3。根据您的需要选择您的材料(每个服务将提供不同的材料)。
4、等待3D模型的到来!3D打印服务将打印您的设计,后期处理,并发送到您的家门口了。
SLM 与SLS的区别:
SLS为激光烧结,所用金属材料为处理过的低熔点金属或高分子材料的混合粉末,在加工工艺中熔化低熔点材料,但不熔化高熔点金属粉。首先,通过灯管加热或金属板热辐射加热粉末,超过结晶温度约170摄氏度。采用熔融材料进行粘接成型,固体具有孔隙,力学性能差,如果要使用某些零件,必须在高温下进行再处理。
SLM是选择性激光熔化。顾名思义,激光在加工过程中用来完全熔化粉末,不需要粘合剂。SLM的精度和力学性能均优于SLS。然而,由于可持续土地管理没有热场,它需要将金属从常温20摄氏度加热到高达1000度的熔点,这就需要消耗大量的能源。
2 优势&技术限制
SLM主要优点:
SLM成形的金属零件密度高,可达到90%以上。
拉伸强度等力学性能指标优于铸件,甚至可以达到锻造水平。显微维氏硬度高于锻件。
在印刷过程中完全熔化,尺寸精度高;
与传统减材制造相比,可节约大量材料。
SLM技术限制:
成形速度低。为了提高加工精度,需要较薄的层厚。用于加工小体积部件的时间也长,因此难以应用于大规模制造;
在SLM的过程中,金属被瞬时熔化和凝固(冷却速率约为10000K/s),温度梯度大,并且产生大的残余应力,并且如果基板的刚度不足,则基板可以变形。因此,基底必须足够坚硬,以抵抗残余应力的影响。应力退火可消除大部分残余应力。 设备稳定性、可重复性还需要提高;
表面粗糙度有待提高;
整套设备价格昂贵,熔化的金属粉末比SLS需要更多的功率激光器,能耗更高。
可持续土地管理的技术过程更加复杂,需要增加支持结构,考虑的也更多。因此,它主要用于工业级的增强制造。
打破传统打印模式
“随着个人终端用户液态金属印刷设备的设计、制造和进入市场,意味着打印机领域电子电路制造模式的新时代的开启。刘静说印刷技术将广泛用于家庭、办公室、学校、工厂甚至工业设计、艺术探索、文化创意和其他应用。
目前,以刘静为首的研究团队在近10个领域探索了液态金属电子打印机的发展和应用价值。液态金属印刷机可以实现复杂的大面积柔性印刷电路板、电子传感器、电子艺术、电子装饰、电子建筑设计、人物肖像、电路单元、电子贺卡。“实时印刷和制作电子图案,甚至功能齐全。电子设备。“刘静说。
值得一提的是,在本届展会上发布的液态金属喷墨打印设备、室温金属3D打印机、液态金属打印耗材、柔性电子设计服务和应用等新产品和新技术,能够快速制造出电子电路在任意材料和表面上,也吸引了大量的国内外工人。制造商、知名投资机构和政府部门的关注。
我们将向中关村的创始成员推荐液态金属打印机,这样神奇的是,可以在树叶上甚至在砖上实现印刷功能,为北京的文化创意产业和其他行业的发展提供更有力的技术支持。“中关村管委会有关人员向笔者介绍了这一点。
刘静解释说,这是因为液态金属打印机彻底改变了传统的技术模式,打破了个人电子制造的技术瓶颈和障碍,使打印机能够以低成本迅速和随意地制造电子电路。
使用3D打印服务是您在3D打印体验中遇到的许多障碍的绝佳解决方案,但它并不是一切的完美答案,3D打印服务也有着它的利与弊。
1、优势
·尝试新材料而不会产生浪费。
即使只购买一种新型长丝也是一项重大投资。一些更先进和不寻常的材料,如木材、玻璃和金属,需要更多的时间和金钱。如果您只想将它们用于一两项特殊项目,则3D打印服务将为您提供访问权限,而不会丢失额外的现金或休息。
·获得更好的层分辨率和精细度。
如果不想购买能够提供对象所需的详细信息级别的3D打印机,则3D打印服务可以帮助。它们允许您在其专业级别输入计算机,这仅仅是您的平台升级的一小部分。
·尺寸更大。
3D打印服务让您可以随意使用对象的大小。大型3D打印机具有大规模定价,但它允许您体验其中一台打印机,而无需花费大量资金。只为一次的需求付出更少的代价。
同样,如果您不是定期3D打印物体,3D打印机服务将比购买您自己的设备更具成本效益。一次性完成的价格结构允许您清除每个预算打印的成本。
2.需要考虑的事情
使用玻璃等不常见的材料会增加3D打印服务的成本。
3D打印服务成本取决于许多因素。每一个选择都将决定你的工作和成本。
尺寸:模型的尺寸是一个直接的因素,因为它意味着更多的原材料,更长的印刷时间和更高的运输成本。特别是大规模3D打印服务的成本可能很高。在完全投资您自己的机器之前,尝试打印通常更可行。然而,它也是昂贵的使用,因为这台机器是昂贵的。大规模3D打印服务的成本可能从数千元到数万元不等。
材料:ABS和PLA是两种最常见的3D打印材料,它们的长丝比铜、玻璃或碳聚合物等高端原材料便宜得多。好消息是,它仍然是一个很大的优势比你自己的材料,尤其是如果你只需要打印一个或有限数量的项目。
·复杂:您的物体需要是实心的还是空心的?您要打印支持的区域吗?它是否使用各种彩色长丝?这些因素是影响3D打印服务成本的因素。
·运输:就像您在互联网上订购的任何其他商品一样,运输时间与您愿意支付的金额直接相关。特别是如果您打印了重磅和/或重磅的打印产品,则优先邮件或闪存的交付速度会非常快。世界各地有许多3D打印服务。如果您担心国际电子邮件速率,请在您的国家或地区找到3D打印服务。
3D印刷的新技术"智能微铸造",由华虹科技大学数字设备和技术的"张海鸥"教授领导,成功地生产了第一批具有锻造性能的高端金属零件的3D打印。长期以来,这一技术改变了西方主导的“铸、锻、磨分离”的传统制造历史。
据了解,虽然3D打印已成为一种前沿制造技术,但目前全球3D印刷行业正处于“模型制造”和“呈现”阶段。张海鸥团队经过十多年的攻关,自主研发了微型铸锻同步复合设备,并创造性地将金属铸锻技术融为一体。实现了世界第一的颠覆性的铸锻创新,极大地提高了零件的强度和韧性,提高了零件的疲劳寿命和可靠性。
目前,采用“智能微铸造”印刷的高性能金属锻件长度已达2.2米,约260公斤。现有设备印刷了飞机用钛合金、船用潜水器、核电用钢等八种金属材料。
这种微铸造和锻造生产的部件、技术指标和性能比传统铸件更稳定。同时,该工艺以金属丝为原料,材料利用率达到80%以上。金属丝材料的价格约为目前常用的激光粉末灭火剂的1/10。由于该工艺可以同时控制零件的形状和组织性能,大大缩短了生产周期:制造了重量为2吨的大型金属铸件,过去需要3个多月,只需10天左右。
借助铸造、锻造、铣削一体化的三维打印技术,实现等轴细晶、高强度、高均匀性、致密性和复杂形状的三维打印,是世界上第一个实现三维打印的金属锻造。该技术可应用于航空航天、医疗、汽车等领域。
你可能不知道的十大3D打印大型物件-3d打印资讯
3D打印,也被称为附加制造,使定制生产的小和大对象更加个性化。
3D打印可能是小型定制机械零件最有用的快速制造。然而,这种技术也可以产生非常大的结构和物体。
3D打印的材料有哪些?
一般分为金属和非金属,非金属3d打印材料包括:pla、abs、sla、尼龙、陶瓷、高温、高韧、高强度光敏树脂、半透明光敏树脂、 软胶3d打印、 DLP进口红蜡、DLP进口蓝蜡、 全彩3d打印、cnc abs加工、桌面级abs塑料等几十种材质。金属3d打印材料:金、银、铝合金、不锈钢、钛合金等材质。三维打印所用材料的不断扩展,为该技术的发展提供了巨大的空间。当今流行的材料是塑料(树脂、尼龙、ABS、PLA),所以这部分在工业领域的应用也很普遍。金属,特别是铝合金、不锈钢、钛和钴的衍生物,在医疗、航空航天、汽车制造等领域有着突破性的应用。随着3D打印技术的不断进步,个性化定制产品将迎来优秀发展时期。
因为3D打印可以大大降低定制化产品的成本,接近批量生产的成本,打破了限制定制化产品的大障碍。
打印的精度怎样?
我们通过3d stratasys、hp等进口高端设备,经专业工程师对150-250mm典型长方形、正方形、圆形、孔径件、齿轮状、菱形等超过50个典型件测量分析,正负误差精度**区间为0.02-0.08mm,大部分零件精度倾向于0.05mm以内!深圳手板模型制作厂家 3d打印快速成型服务
金属粉末行业联合会发布增材制造标准
最近,全球金属粉末工业联合会(MPIF)发布了《金属添加制造粉末表征标准纲要》。该文件汇编了九种与金属粉末原料有关的现有测试方法,以帮助设计者和制造商“澄清技术,帮助企业”。
拥有粉末冶金50多年
MPIF成立于1944年,是第二次世界大战结束时总部设在新泽西州普林斯顿的一个非营利组织。目前,协会由六个行业协会组成,包括金属注射成型协会、耐火金属协会和金属添加剂制造协会。其成员包括HP、LPW、GE添加剂、Exone和桌面金属。
总体来说,MPIF是为了满足这些行业的利益,通过一系列的资源、活动和培训来帮助员工了解情况。
它的粉末冶金基础短期课程,包括添加剂制造模块,被称为“粉末冶金行业最长的操作流程”,已经活跃了50多年。
金属合金粉末。
确保粉末与流动一致
MPIF最近出版的系列包含粉末样品制备、材料纯度、流动特性、粒度和粉末包装的标准。例如,MPIF标准02描述了一种检测金属粉末中氧、碳和硫等杂质的方法。作为MPIF的详细信息,“通常,本试验中获得的主要信息是粉末中含有的易氧化物的量。如果粉末含有明显的水分,也可以显示出来。“测试完成决定了可能影响合金质量和总体工艺控制的因素。
传统手板模具加工流程
加工工艺安排:
1.2-D、3-D型面半精加工,各种安装工作面精加工(包括限位块安装面、接触面、镶块安装面、背靠背面、冲头安装面、切屑刀安装面、背靠背面、冲刺g安装面和接触面、各种行程限制工作面、斜楔安装面和背靠背面)。各种导面、导孔、剩余精加工工艺基准孔、高度基准面的半精加工,并记录数据;
2.加工精度的检验和评审;
3.固定器插入过程;
4.精加工前,加工基准孔基准对准、Ecoline平面磨床、镶块边缘检查;
5.精加工面2d,2d,镶块边缘检查;3d,侧冲面及孔位,平面磨床,精加工工艺基准孔及高度基准,精加工导向面及导向孔;
6.检查加工精度。
4.表面处理
三维打印(3D打印),又称三维打印技术,是一种基于数字模型文件的技术,它利用粉末金属或塑料等可粘合材料,逐层打印物体。它可以直接从计算机图形数据中生成任意形状的零件,而无需加工或任何模具,大大缩短了产品的开发周期,提高了生产率,降低了生产成本。根据球员脚形定制的灯罩、身体器官、珠宝、足球鞋、汽车配件、固态电池、个人专用手机、小提琴等,都可以采用该技术制造。
经过多年的积累,深圳3d打印手板造型,我们有一个非常丰富和全面的手板处理工艺,包括手工处理、喷漆(光亮、哑光、金属漆、橡胶漆、珠光漆等)、丝印、喷砂、抛光、电镀(真空真空镀膜)。UUM电镀、水电镀、镀金等。
手工加工:研磨、装配和手工板模型组对样品进行加工,并将零件成型成品。
喷漆:根据客户要求喷洒颜色,本公司是无尘喷淋室,油也不错。
丝网印刷:手板样品上的印刷品或图案。