Kukundagi kelajak

Shvetsiyaning VBN Components kompaniyasi qo'shimchalar bilan kukun, asosan matkaplar va frezalar kabi asboblardan foydalangan holda qo'shimcha texnologiyalardan foydalangan holda po'lat buyumlar ishlab chiqaradi. 3D bosib chiqarish texnologiyasi zarb va ishlov berish zaruratini bartaraf qiladi, xomashyo sarfini kamaytiradi va oxirgi foydalanuvchilarga yuqori sifatli materiallarni kengroq tanlash imkonini beradi.

VBN komponentlari taklifi, masalan, o'z ichiga oladi. Vibenit 290Shvetsiya kompaniyasi ma'lumotlariga ko'ra, dunyodagi eng qattiq po'latdir (72 HRC). Vibenite 290 ni yaratish jarayoni asta-sekin materiallarning qattiqligini oshirishdan iborat. Ushbu xom ashyodan kerakli qismlar chop etilgandan so'ng, silliqlash yoki EDMdan tashqari boshqa ishlov berish talab qilinmaydi. Kesish, frezalash yoki burg'ulash talab qilinmaydi. Shunday qilib, kompaniya 200 x 200 x 380 mm gacha bo'lgan o'lchamdagi qismlarni yaratadi, ularning geometriyasini boshqa ishlab chiqarish texnologiyalari yordamida ishlab chiqarish mumkin emas.

Chelik har doim ham kerak emas. HRL Laboratories tadqiqot guruhi 3D bosib chiqarish yechimini ishlab chiqdi. alyuminiy qotishmalari yuqori quvvat bilan. U deyiladi nanofunktsional usul. Oddiy qilib aytganda, yangi texnika 3D-printerga maxsus nanofunktsional kukunlarni qo'llashdan iborat bo'lib, ular keyinchalik lazer yordamida yupqa qatlamlar bilan "sinterlanadi", bu esa uch o'lchamli ob'ektning o'sishiga olib keladi. Erish va qotib qolish jarayonida hosil bo'lgan tuzilmalar yo'q qilinmaydi va qotishmaning mo'ljallangan mikro tuzilishi uchun yadrolanish markazlari vazifasini bajaradigan nanozarralar tufayli to'liq kuchini saqlab qoladi.

Alyuminiy kabi yuqori quvvatli qotishmalar og'ir sanoatda, aviatsiya (masalan, fyuzelaj) texnologiyasida va avtomobil qismlarida keng qo'llaniladi. Nanofunksionalizatsiyaning yangi texnologiyasi ularga nafaqat yuqori quvvat, balki turli shakl va o‘lchamlarni ham beradi.

Ayirish o'rniga qo'shish

An'anaviy metallga ishlov berish usullarida chiqindi materiallar ishlov berish orqali chiqariladi. Qo'shimchalar jarayoni teskari yo'nalishda ishlaydi - u oz miqdordagi materialning ketma-ket qatlamlarini qo'llash va qo'shish, raqamli model asosida deyarli har qanday shakldagi XNUMXD qismlarini yaratishdan iborat.

Ushbu uslub allaqachon prototiplash va modellarni quyish uchun keng qo'llanilgan bo'lsa-da, uni to'g'ridan-to'g'ri bozor uchun mo'ljallangan tovarlar yoki qurilmalarni ishlab chiqarishda qo'llash past samaradorlik va qoniqarsiz material xususiyatlari tufayli qiyin bo'lgan. Biroq, bu holat dunyoning ko'plab markazlari tadqiqotchilarining ishi tufayli asta-sekin o'zgarib bormoqda.

Mashaqqatli tajribalar natijasida XNUMXD bosib chiqarishning ikkita asosiy texnologiyasi takomillashtirildi: metallni lazer bilan cho'ktirish (LMD) i selektiv lazerli eritish (ULM). Lazer texnologiyasi nozik detallarni aniq yaratish va yaxshi sirt sifatini olish imkonini beradi, bu esa 50D elektron nurli bosib chiqarish (EBM) bilan mumkin emas. SLMda lazer nurining nuqtasi materialning kukuniga yo'naltiriladi, uni ma'lum bir naqsh bo'yicha 250 dan 3 mikrongacha aniqlik bilan mahalliy ravishda payvandlaydi. O'z navbatida, LMD o'zini o'zi qo'llab-quvvatlovchi XNUMXD tuzilmalarni yaratish uchun kukunni qayta ishlash uchun lazerdan foydalanadi.

Ushbu usullar samolyot qismlarini yaratish uchun juda istiqbolli ekanligini isbotladi. va, xususan, lazerli metall yotqizishni qo'llash aerokosmik komponentlar uchun dizayn imkoniyatlarini kengaytiradi. Ular murakkab ichki tuzilmalar va o'tmishda mumkin bo'lmagan gradientli materiallardan tayyorlanishi mumkin. Bundan tashqari, ikkala lazer texnologiyasi ham murakkab geometriyali mahsulotlarni yaratishga va qotishmalarning keng assortimentidan mahsulotlarning kengaytirilgan funksionalligini olish imkonini beradi.

O'tgan sentyabr oyida Airbus o'zining A350 XWB ishlab chiqarishini qo'shimcha bosib chiqarish bilan jihozlaganini e'lon qildi. titan qavs, Arconic tomonidan ishlab chiqarilgan. Bu oxiri emas, chunki Arconicning Airbus bilan shartnomasi titan-nikel kukunidan 3D bosib chiqarishni nazarda tutadi. tana qismlari i harakatlantiruvchi tizim. Biroq, shuni ta'kidlash kerakki, Arconic lazer texnologiyasidan emas, balki EBM elektron yoyining o'zining takomillashtirilgan versiyasidan foydalanadi.

Metallga ishlov berishda qo'shimcha texnologiyalarni ishlab chiqishdagi muhim bosqichlardan biri 2017 yilning kuzida Gollandiyaning Damen Shipyards Group bosh qarorgohida taqdim etilgan birinchi prototip bo'lishi mumkin. kema pervanesi nomidagi metall qotishmasi VAAMpeller. Tegishli sinovlardan so'ng, ularning aksariyati allaqachon o'tkazilgan, modelni kemalarda ishlatish uchun tasdiqlash imkoniyati mavjud.

Metallga ishlov berish texnologiyasining kelajagi zanglamaydigan po'latdan yasalgan kukunlar yoki qotishma komponentlarda yotganligi sababli, ushbu bozorning asosiy o'yinchilari bilan tanishishga arziydi. 2017 yil noyabr oyida chop etilgan "Qo'shimcha ishlab chiqarish metall kukunlari bozori hisoboti" ga ko'ra, 3D bosib chiqarish metall kukunlarining eng muhim ishlab chiqaruvchilari: GKN, Hitachi Chemical, Rio Tinto, ATI Powder Metals, Praxair, Arconic, Sandvik AB, Renishaw, Höganäs AB , Metaldyne Performance Group, BÖHLER Edelstahl, Carpenter Technology Corporation, Aubert & Duval.

Parvona bosib chiqarish WAAMpeller

Suyuqlik fazasi

Hozirgi vaqtda eng mashhur metall qo'shimchalar texnologiyalari boshlang'ich material uchun zarur bo'lgan yuqori haroratlarda "sinterlangan" va lazer bilan eritilgan kukunlardan (yuqorida aytib o'tilgan vibenit shunday yaratilgan) foydalanishga tayanadi. Biroq, yangi tushunchalar paydo bo'ladi. Pekindagi Xitoy Fanlar akademiyasining kriobiomedikal muhandislik laboratoriyasi tadqiqotchilari usulni ishlab chiqdilar. "siyoh" bilan 3D bosib chiqarish, erish nuqtasi xona haroratidan bir oz yuqori bo'lgan metall qotishmasidan iborat. "Science China Technological Sciences" jurnalida chop etilgan tadqiqotda tadqiqotchilar Liu Jing va Van Ley nanozarrachalar qo'shilgan holda galiy, vismut yoki indiy asosidagi qotishmalarni suyuq fazali bosib chiqarish texnikasini namoyish etishdi.

An'anaviy metall prototiplash usullari bilan solishtirganda, suyuq fazali 3D bosib chiqarish bir qator muhim afzalliklarga ega. Birinchidan, uch o'lchamli tuzilmalarni ishlab chiqarishning nisbatan yuqori tezligiga erishish mumkin. Bundan tashqari, bu erda siz sovutish suvi harorati va oqimini yanada moslashuvchan sozlashingiz mumkin. Bundan tashqari, suyuq Supero'tkazuvchilar metall metall bo'lmagan materiallar (masalan, plastmassalar) bilan birgalikda ishlatilishi mumkin, bu murakkab komponentlar uchun dizayn imkoniyatlarini kengaytiradi.

Amerika shimoli-g'arbiy universiteti olimlari, shuningdek, ilgari ma'lum bo'lganidan arzonroq va kamroq murakkab bo'lgan yangi metall 3D bosib chiqarish texnikasini ishlab chiqdilar. Metall kukunlari, lazerlar yoki elektron nurlar o'rniga u foydalanadi an'anaviy pech i suyuq material. Bundan tashqari, usul turli xil metallar, qotishmalar, birikmalar va oksidlar uchun yaxshi ishlaydi. Bu biz plastmassa bilan biladigan nozul muhriga o'xshaydi. "Siyoh" elastomer qo'shilishi bilan maxsus moddada eritilgan metall kukunidan iborat. Qo'llash paytida u xona haroratida bo'ladi. Shundan so'ng, ko'krakdan qo'llaniladigan material qatlami oldingi qatlamlar bilan o'choqda yaratilgan yuqori haroratda sinterlanadi. Texnika Advanced Functional Materials ixtisoslashtirilgan jurnalida tasvirlangan.

Xitoyning suyuq metall fazali bosib chiqarish usuli

2016-yilda Garvard tadqiqotchilari XNUMXD metall konstruksiyalarni yarata oladigan yana bir usulni joriy qilishdi. "havoda" bosilgan. Garvard universiteti 3D-printerni yaratdi, u boshqalardan farqli o'laroq, ob'ektlarni qatlamma-qatlam yaratmaydi, balki "havoda" murakkab tuzilmalarni yaratadi - metallni bir zumda muzlatishdan. Jon A. Paulson muhandislik va amaliy fanlar maktabida ishlab chiqilgan qurilma kumush nanozarralar yordamida ob'ektlarni chop etadi. Fokuslangan lazer materialni isitadi va uni birlashtiradi, spiral kabi turli tuzilmalarni yaratadi.

Tibbiy implantlar va samolyot dvigatellari qismlari kabi yuqori aniqlikdagi 3D bosma iste'mol mahsulotlariga bozor talabi tez sur'atlar bilan o'sib bormoqda. Mahsulot ma'lumotlarini boshqalar bilan bo'lishish mumkinligi sababli, butun dunyodagi kompaniyalar, agar ular metall kukunlari va to'g'ri 3D printerdan foydalanish imkoniga ega bo'lsa, logistika va inventar xarajatlarini kamaytirishga harakat qilishlari mumkin. Ma'lumki, tasvirlangan texnologiyalar an'anaviy ishlab chiqarish texnologiyalaridan oldin murakkab geometriyaning metall qismlarini ishlab chiqarishni sezilarli darajada osonlashtiradi. Ixtisoslashgan ilovalarni ishlab chiqish narxlarni pasaytirishga va an'anaviy ilovalarda ham 3D bosib chiqarishdan foydalanishning ochiqligiga olib kelishi mumkin.

Eng qattiq shved po'lati - 3D bosib chiqarish uchun:

Dunyodagi eng qattiq po'lat - Uppsala, Shvetsiyada ishlab chiqarilgan

Bosib chiqarish uchun alyuminiy plyonka: 

Metallurgiyadagi yutuq: yuqori quvvatli alyuminiydan 3D bosib chiqarish