En av presisjonsutfordringene til metall 3D-utskriftsteknologi
En av metall 3D-utskriftsteknologiens hovedfordeler er dens store presisjon. Dens nøyaktighet kan teoretisk være 0.01 millimeter eller enda bedre. Ved praktisk bruk er imidlertid den generelle dimensjonsnøyaktigheten innenfor ± 0,1 mm/100 mm, med en grense på ± 0,05 mm; presisjonen til vanlig utstyr er ofte kontrollert innenfor 0,05 millimeter. Selv om denne nøyaktighetsgraden allerede er veldig høy, er det i noen spesielle brukssituasjoner fortsatt behov for mer nøyaktighet for å tilfredsstille designkriteriene.
Laserstabilitet, skannehastighet, pulverlagtykkelse osv. påvirker blant annet presisjonen til 3D-utskriftsutstyr av metall. Samspillet mellom disse elementene gjør det utfordrende å heve det generelle utstyrets nøyaktighet enda mer.
Virkningen av mekaniske egenskaper: De termiske og fysiske egenskapene til forskjellige metallmaterialer varierer sterkt; disse faktorene inkluderer smeltepunkt og termisk ekspansjonskoeffisient, som kan påvirke nøyaktigheten gjennom hele utskriftsprosessen. For eksempel er visse materialer utsatt for termisk stress under smelteprosessen, noe som forårsaker komponentdeformasjon eller brudd.
Flere prosessparametere – inkludert laserkraft, skannehastighet, lagtykkelse, pulverpartikkelstørrelse osv. – brukes i 3D-utskrift av metall. Presisjonskontroll avhenger av optimaliseringen av disse egenskapene; Ikke desto mindre er det i praksis noen ganger utfordrende å identifisere den ideelle blandingen, så variasjoner i presisjon følger.
Ikke bare er presisjon viktig for kvaliteten på 3D-printede metallkomponenter, men også flere andre faktorer, inkludert overflatekvalitet, interne feil, mekaniske egenskaper. Disse regionenes kvalitetskontroll byr også på andre vanskeligheter.
Overflatekvalitetskontroll: Variasjoner i pulverlagtykkelse, laserskanningsbane og etterbehandlingsteknologier påvirker alle overflatekvaliteten til 3D-trykte metalldeler. Direkte innvirkning på komponentens utseende og ytelse er overflateruhet, bølgete og andre indikatorer.
3D-printede metallkomponenter kan inneholde interne feil, inkludert brudd, inneslutninger og porer som alvorlig kompromitterer de mekaniske egenskapene og levetiden til komponentene. Konvensjonelle ikke-destruktive testteknikker, inkludert røntgentesting, ultralydtesting, etc. finner vanskeligheter og lav nøyaktighet ved å identifisere de intrikate geometriske formene og interne strukturene til 3D-printede metallkomponenter. Mikro-CT-deteksjon er dyrt og har noen begrensninger på komponentstørrelse og materialer selv om den har stor oppløsning og deteksjonskapasitet.
Mekanisk ytelseskontroll refererer til Ulike elementer påvirker de mekaniske egenskapene til 3D-trykte metallkomponenter: utskriftsorientering, varmebehandlingsteknikk og materialsammensetning. Ulike retninger av mekaniske kvaliteter kan forårsake komponentfeil under drift. Ytterligere svært viktig for mekaniske egenskaper er valg og optimalisering av varmebehandlingsteknikker; men i praktiske operasjoner er dette noen ganger utfordrende å regulere nøyaktig.
Løsninger for presisjons- og kvalitetskontrollproblemene til metall 3D-utskriftsteknologi kan finnes i følgende sfærer:
Utstyrsoptimalisering og oppdatering: Den generelle nøyaktigheten til utstyret kan økes ved hjelp av bedre stabilitet av laseren, raskere skannehastighet, optimal pulverlagtykkelse og andre faktorer. Samtidig introduksjon av moderne kontrollsystemer og sensorer har som mål å gi sanntidsovervåking og tilbakemeldingskontroll av utskriftsprosessen.
Forskning på materialer og valg: Lag nye metallmaterialer for å tilfredsstille ulike brukssituasjoner ved å ha enestående termofysiske egenskaper og utskriftsegenskaper. Samtidig med dette bør det utføres grundige undersøkelser av gjeldende materialer for å forstå deres oppførsel gjennom hele utskriftsprosessen, og tilbyr derfor et teoretisk rammeverk for optimalisering av prosessparametere.
Standardisering og optimalisering av prosessparametere: Ved hjelp av omfattende eksperimentell studie og dataanalyse, identifisere den ideelle blandingen av prosessfaktorer og produsere standardiserte utskriftsprosessspesifikasjoner. Dette bidrar til å minimere variasjoner i nøyaktighet og kvalitet og forbedrer dermed konsistensen og påliteligheten til komponentene.
Ikke-destruktiv testteknologi: innovasjon og forbedring Lag innovative ikke-destruktive teststrategier og tilnærminger for de intrikate geometriske formene og den interne strukturelle integriteten til 3D-trykte metallobjekter. Utvikle utstyr og verktøy for ultralydtesting som passer for 3D-printede metallkomponenter; bruk kraftige bildebehandlingsalgoritmer og kunstig intelligens-teknologi for å øke nøyaktigheten og effektiviteten til Micro CT-deteksjon.
Mekanisk egenskapsprediksjon og kontroll: Etablering av en mekanisk ytelsesprediksjonsmodell for 3D-printede metallkomponenter muliggjør kontroll av utskriftsretning, varmebehandlingsprosess, annen parameteroptimalisering og kontroll. Samtidig med denne introduksjonen av sofistikerte teknikker og utstyr for mekanisk ytelsestesting er en grundig evaluering og analyse av komponenters mekaniske ytelse.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-robotic-gripper.html