Prinzipien und Anwendungen des Metall-3D-Drucks
Metall 3D-Druck, auch bekannt als additive Fertigung mit Metall, ist ein Prozess, bei dem Metallmaterialien Schicht für Schicht gestapelt werden, um durch digitale Technologie reale Objekte zu erzeugen. Sein Grundprinzip basiert auf einem computergestützten Design (PROLET) Modell, und Metallpulver wird durch einen hochenergetischen Laserstrahl Schicht für Schicht geschmolzen und verfestigt, Elektronenstrahl oder Wärmequelle, um schließlich das gewünschte Produkt zu formen.
Klassifizierung der Metall-3D-Drucktechnologie
1. Selektives Laserschmelzen (Über dem Meeresspiegel): Metallpulver wird durch einen Laserstrahl selektiv geschmolzen, um den Umriss des Teils zu bilden, und dann Schicht für Schicht gestapelt, um schließlich ein komplettes Metallteil zu erhalten.
2. Pulverstrahlen für Metall (Metallpulver-Jetting): Metallpulver wird auf die Werkbank gesprüht, und das Pulver wird durch Hitze oder Laser in die gewünschte Form geschmolzen, und dann Schicht für Schicht zu einem Teil gestapelt.
3. Schmelzen von Elektronenstrahlen (Elektronenstrahl-Schmelzen, EBM): Metallpulver wird mit Hilfe eines hochenergetischen Elektronenstrahls geschmolzen, die für die Herstellung von Hochleistungsteilen aus Metallwerkstoffen geeignet ist.
Die 3D-Drucktechnologie aus Metall hat ein breites Anwendungsspektrum, Im Wesentlichen umfasst dies folgende Aspekte::
1. Luft- und Raumfahrt: Wird zur Herstellung von Hochleistungsteilen wie Triebwerkskomponenten und Strukturteilen für die Luft- und Raumfahrt verwendet.
2. Automobilbau: Wird zur Herstellung von Automobilteilen verwendet, wie z.B. Motorteile, Chassis-Strukturen, etc.
3. Medizinprodukte: Herstellung von kundenspezifischen Medizinprodukten, wie z.B. Zahnimplantate, Orthopädische Ersatzteile, etc.
4. Herstellung von Schmuck: Produzieren Sie personalisierten und personalisierten Schmuck.
5. Industrieller Bereich: Wird zur Herstellung komplexer Teile wie Formen verwendet, Schaufeln von Turbinen, und Rohrleitungssysteme.
Vorteile des Metall-3D-Drucks
1. Material sparen: Durch additive Fertigung, Es werden nur die benötigten Teile gedruckt, was die Materialausnutzung erheblich verbessert. Die Materialausnutzung der additiven Fertigung kann mehr als 90% (Die herkömmliche Verarbeitung kann geringer sein als 50%)
2. Hohe Individualisierung: Es kann kundenspezifische Produkte herstellen, die den personalisierten Bedürfnissen entsprechen, Geeignet für kleine Chargen und individuelle Bedürfnisse (wie z.B. medizinische Implantate, kundenspezifische Teile für die Luft- und Raumfahrt)
3. Hohe Produktionseffizienz: Vereinfachen Sie den Herstellungsprozess und reduzieren Sie die Bearbeitungszeit.
4. Komplexe geometrische Formgebung: Es kann interne Strömungskanäle und leichte topologische Strukturen herstellen, die mit herkömmlichen Prozessen nicht erreicht werden können.
Gängige Metallwerkstoffe
Titanlegierung (Ti-6Al-4V): Einsatz für Biokompatibilität und hohe Festigkeits- und Leichtbauanforderungen.
Edelstahl (316L, 17-4PH): korrosionsbeständig, Geeignet für Industrieteile.
Aluminiumlegierung (AlSi10Mg): Leichtbau-Strukturteile.
Hochtemperaturlegierung auf Nickelbasis (Inconel 718, 625): hohe Temperaturbeständigkeit, Einsatz in Flugzeugtriebwerken.
Kobalt-Chrom-Legierung: verschleißfest, Geeignet für Zahn- und Gelenkimplantate.
Aber, Auch der Metall-3D-Druck steht vor einigen Herausforderungen, wie z. B. hohe Kosten, strenge technische Anforderungen, und Anforderungen an die Nachbearbeitung. Außerdem, 3D-gedruckte Metallteile müssen noch langfristig in Bezug auf mechanische Eigenschaften und Haltbarkeit überprüft werden.
Zukünftige Entwicklungstrends
1. Technologischer Fortschritt: Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie, Die Genauigkeit und Geschwindigkeit des Metall-3D-Drucks wird weiter verbessert.
2. Materialausdehnung: Es werden weitere Metallmaterialien entwickelt und für den 3D-Druck eingesetzt, um den Anforderungen der verschiedenen Bereiche gerecht zu werden.
3. Erweiterung der Anwendungsbereiche: Der Metall-3D-Druck wird in mehr Bereiche vordringen, wie z.B. Bauwesen, Schiffbau, etc.
4. Personalisierte Produktion: Da die Nachfrage der Verbraucher nach personalisierten Produkten steigt, Der Metall-3D-Druck wird eine größere Rolle in der kundenspezifischen Produktion spielen.
Die Metall-3D-Drucktechnologie hat revolutionäre Veränderungen in der Fertigungsindustrie mit sich gebracht, mit einem breiten Anwendungsspektrum und großem Potenzial. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Kostensenkung, Der Metall-3D-Druck wird in Zukunft eine wichtigere Rolle spielen und die nachhaltige Entwicklung der Fertigungsindustrie fördern.
