Prensipler ve Metal 3D Baskı Teknolojisi Sınıflandırması
Metal 3D baskı teknolojileri, metal tozlarını veya tellerini katman katman istifleyerek CAD modellerini gerçek modellere dönüştürür. İlk metal 3D baskı patenti olan Doğrudan Metal Lazer Sinterleme (DMLS), 1990'lı yıllarda EOS Almanya tarafından kazanılmıştır. Bu dört teknik (toz yatağı füzyonu, yapışkan püskürtme, doğrudan enerji biriktirme ve malzeme ekstrüzyonu) şu anda olduğu gibi çoğunlukla metal 3D baskıyı tanımlar.
DMLS, seçici lazer eritme (SLM) ve elektron ışınıyla eritme (EBM) birlikte toz yatağı füzyonunu oluşturur. Bu teknolojiler, lazer veya elektron ışınlarını kullanarak metal tozunu eriten katman katman yapılardır. EBM, titanyum alaşımları ve nikel yüksek sıcaklık alaşımları gibi zorlu malzemeleri işlemek de dahil olmak üzere hemen hemen her geometrik şekli büyük bir doğrulukla üretebilirken, DMLS hemen hemen her metal alaşımından nesneler oluşturmak için kullanılabilir, SLM ise oldukça yoğun ve güçlü basılı nesneler üretir. .
Yapışkanı bir metal tozu yatağı üzerine damlatmak için mürekkep püskürtmenin kullanılması, çoklu jet füzyon (MJF) ve nanopartikül püskürtme (NPJ) gibi yapışkan püskürtme, tozu katman katman kademeli olarak katılaştırır, böylece tüm ürün elde edilir. Bu yöntemle daha büyük parçalar üretilebilir. Destekleyici yapılara ihtiyaç duymadan oda sıcaklığında çalışabilen.
Doğrudan enerji biriktirme, lazer malzeme biriktirmeyi (LMD), ark katkılı üretimi (WAAM) ve doğrudan metal biriktirmeyi (DED) kapsar. Bu yöntemler metal tozunu veya teli ekstrüzyonla çıkarır ve bunu anında yüksek enerjili darbeye, eritmeye ve katman katman oluşturmaya uygular. LMD, yüksek yoğunluklu ve yüksek mekanik performanslı baskı gerçekleştirmek için malzemeleri etkili bir şekilde kullanabilirken, DED kırık metal parçaları onarabilir ve yeni bileşenler ekleyebilir.
Katman katman baskı yapmak için küçük metal parçacıklarla emprenye edilmiş polimer filamanların veya tellerin kullanılması ve ardından yağdan arındırma ve sinterleme prosedürleriyle metal parçacıkların katı metale eritilmesi, kaynaşık biriktirme modelleme (FDM) ve sigorta imalatı (FFF-için izin verir) gibi malzeme ekstrüzyonu Bu).
Hafif tasarımda uygulanan metal 3D baskı
Çoğunlukla aşağıdaki özelliklerde temsil edilen metal 3D baskı teknolojisi, havacılık parçalarının hafif tasarımında büyük faydalar sağlar.
Yapısal optimizasyon tasarımı: İçi boş kafes yapıları, içi boş sandviç/ince duvarlı güçlendirilmiş yapılar, entegre yapılar ve topoloji açısından optimize edilmiş yapılar dahil olmak üzere parçaların karmaşık geometrik şekilleri, doğrudan metal 3D baskı ile üretilebilir. Bu yapısal formlar, yapısal mukavemeti korurken veya arttırırken malzeme kullanımını azaltır, dolayısıyla hafif tasarım elde edilir.
İnce paneller ve kalın çekirdeklerden oluşan içi boş sandviç/ince duvarlı güçlendirilmiş yapı, dış gerilimleri dağıtabilir, bükülme sertliğini ve mukavemetini artırabilir ve ağırlıktan tasarruf edebilir.
Boş kafes yapısı: Kafesin göreceli yoğunluğu ve birim hücre düzeni değiştirilerek güç, sertlik ve sağlamlık dengelenebilir, dolayısıyla ağırlık %70'ten fazla azaltılabilir.
Bütünsel olarak yapılandırılmış Topoloji optimizasyon yapısı: Nesnenin iç yapısını değiştirerek, yapısal gücü korurken malzeme kullanımını en aza indirerek en uygun yapısal tasarımı bulmak için matematiksel yöntemlerin kullanılması. Birkaç parçayı tek bir varlıkta birleştirerek flanşlar ve kaynaklar gibi bağlantı yapılarını azaltın, montaj sürecini basitleştirin ve işlevsel tasarımı optimize edin.
Performansın iyileştirilmesi ve malzeme seçimi: Havacılık ve uzay kullanımları, yüksek dayanıma ve düşük yoğunluğa sahip olan ve dolayısıyla metal 3D baskı teknolojisi için oldukça uygun olan, titanyum alaşımları ve alüminyum alaşımları da dahil olmak üzere çeşitli hafif metal alaşımları için çok uygun olacaktır. Ayrıca, optimum baskı parametreleri ve ısıl işlem teknikleri sayesinde malzemelerin mekanik nitelikleri ve dayanıklılığı da artırılmıştır.
hızlı prototip oluşturma ve onarım: Metal 3D baskı teknolojisinin mümkün kıldığı prototip parçaların hızlı üretimi, tasarımcıların yeni tasarım fikirlerini onaylamasına yardımcı olur. Aynı zamanda onarım döngülerini kısaltabilir, üretim maliyetlerini düşürebilir, hızlı bileşen üretimi sağlayabilir ve hasarlı parçaların tam olarak onarılmasını sağlayabilir.
Özel uygulama durumları
Örneğin metal 3D baskı teknolojisini kullanarak uçak motorları, yanma odaları ve türbin kanatları dahil olmak üzere karmaşık yapısal bileşenler üretebilir. Bu bileşenler, performans ve dayanıklılığı artırırken malzeme tüketimini azaltacak şekilde geliştirildi. Ayrıca iniş takımları ve uçak braketleri gibi önemli parçalarla da temin edilebilir. Bu bileşenler yalnızca hafif olmakla kalmıyor, aynı zamanda yapısal tasarım optimizasyonu sayesinde yük taşıma kapasitesini ve dayanıklılığı da artırıyor. Metal 3D baskı teknolojisi aynı zamanda üretim maliyetlerini en aza indirebilir, üretim tekniklerini basitleştirebilir ve montaj yapılarını ve karmaşıklığını azaltabilir.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-compact-heat-exchanger.html