Hvordan velge passende metall 3D -utskriftsutstyr i industriell produksjon?

1, Teknisk rutematching: Å komme til bunns i resonnementet bak prosessrepresentasjon
Gjeldende standardMetall 3D -utskriftTeknologi tilbyr et "tre ben" -mønster:
Laser selektiv smelting (LPBF): EOS M 400-4 Fire lasersystem kontrollerer lagtykkelsen mellom 20 og 50 μm ved bruk av en 200–1000W fiberlaser. Dette systemet er bra for å lage intrikate flytskanaldeler i luftfartsindustrien. Det beste med det er at du kan kontrollere mikrostrukturen. For eksempel endrer den sentrale flensstripen for titanlegering som platinakraft for C919 kornstørrelsen fra 50 μm til 200 μm over tid ved å endre laserkraften, noe som gjør den 18% sterkere mot tretthet.
Elektronstrålsmelting (EB - PBF): Arcam EBM Q20plus -maskinen bruker en 3KW elektronstråle for å bygge ting i et tempo på 1000mm ³/t i et vakuum ved 650 grader. Dette gjør det flott for å konstruere høy - temperaturlegeringsturbinskiver. Med denne teknologien har GE -luftfart kuttet tiden det tar å lage enkeltkrystallturbinblader for sprangmotorer fra 12 måneder til 3 uker og senket hastigheten på korngrensedefekter til 0,03%.
Limspray (BJ): Desktop Metal Shop -systemet bruker dråpesprayteknologi for å sette inn 2000 dråper lim per sekund. Den går deretter gjennom en 1200 graders avgripende sintringsprosess, som viser at det er billigere å lage verktøystålformer. Denne teknologien brukes av en viss bilprodusent for å lage injeksjonsformer med konform kule kanaler. Dette kutter injeksjonssyklusen med 28% og gjør formen til å vare 3,2 ganger lenger enn tidligere metoder.
Viktige ting å tenke på før du velger:
LPBF -teknikk er bedre for kompliserte indre hulromstrukturer.
Det anbefales at utstyrsvakuumkontrollkapasitet kontrolleres for høy - temperaturlegeringsmaterialer (mindre enn eller lik 5 × 10⁻³ PA).
For stor - skalaproduksjon må krympingshastigheten for BJ -teknologi under avfetting (vanligvis 1,8–2,2%) sjekkes.
2, materialsystemkompatibilitet: Viktige faktorer for å få tidligere prosessgrenser
Det er mer enn 20 materialer som utgjør et komplett system for metall 3D-utskrift, inkludert 17 - 4PH rustfritt stål, Inconel 718 nikkelbasert legering, Ti6al4V titanallegering og andre. Når du velger, bør du være veldig oppmerksom på:
Tilpasning av pulveregenskaper: EOS M 300-4 er den beste ved jevn spredning av pulver med en sfærisitet på 90% eller høyere og en hallstrømningshastighet på 25s/50g eller lavere. Et medisinsk selskap som brukte koboltkromlegeringspulver med en sfærisitet på 85%, så 37% løft i antall ganger pulverspredningsmekanismen satt fast.
Evne til å behandle mange materialer: Farsoon FS121M-8 kan raskt konvertere mellom titanlegering, aluminiumslegering og muggstål takket være et modulært pulverfôringssystem. Det kan gjøre dette på mindre enn 45 minutter, noe som er perfekt for liten batchproduksjon av forskjellige typer.
Å lage nye materialer: Platinum Lite BLT - S800 -utstyret har dynamisk pulverspredningsteknologi som kan håndtere nanokrystallinske pulver med partikkelstørrelser mellom 15 og 53 μm. Dette hjelper med utskrift av høy - styrke aluminiumslegering A20X og gir delene en strekkfasthet på 620MPa.
Hvordan sjekke:
Be produsentene av utstyret om å gi deg en sjekkliste for materiell sertifisering, slik NASA MFS-30301-standarden.
Gjør liten - Skala testproduksjon for å sjekke pulverbrukshastigheten (LPBF -teknologi: 45–65%, EB - PBF -teknologi: 70–85%).
Under forskjellige materialer, sjekk nivåene av restspenning (anbefalt 200MPa).
3, Evaluering av produksjonseffektivitet: endringen fra ytelsen til en maskin til effektiviteten til hele systemet
For å velge industriell - klasseutstyr, må du sette opp en tre - dimensjonal evalueringsmodell:
Indeks for enkeltmaskinens effektivitet:
Skanningshastighet: Huashus 12 lasersystem FS811M - 12 er en høyteknologisk skanner som kan skanne med en hastighet på 20000 mm/s, som er ni ganger raskere enn en enkelt laserenhet.
Hvor raskt bygningen går opp: GE Additive Idea Laser M2 -serien kan nå 45 cm ³/t, noe som er nok for masseproduksjon av bilmotorsylinderblokker.
Størrelsen på formen: støpekapasiteten til Platinum BLT - S1000 er 1000 1000 800 mm, noe som betyr at det kan trykke hele landingsutstyret til et fly på en gang.
Produksjonslinje som kjører seg selv: AM -fabrikkløsningen, som ble laget av EOS og Siemens som jobber sammen, automatiserer fullstendig sirkulasjonen av pulver og valg og plassering av deler gjennom AGV. Dette øker bruken av utstyr til 82%.
Digital Twin System: Renishaw AM400 kommer med Renam Flex -programvare som kan vise hvordan stress spres under utskriftsprosessen i sanntid. Dette senker hastigheten på sprekker til under 0,5%.
Administrere energibruk:
LPBF -utstyr bruker vanligvis 8 til 12 kW/t energi, og effekten av toppkraft på anleggets kraftdistribusjonssystem må sees på.
Platinum Technologys energityringssystem kan bruke avfallsvarme fra utstyr til varmt pulver, noe som kutter total energibruk med 18%.
Eksempel på en fordelingsberegning: Et flyselskap ser på tre forskjellige tekniske løsninger:
Kostnaden for et enkelt stykke tradisjonell fem - aksemaskinering er ¥ 85 000 og syklustiden er 45 dager.
LPBF -utskrift: ¥ 32 000 per enhet, 7 dager å fullføre (trenger post - behandling)
Enhetskostnaden for EB - PBF -utskrift er ¥ 28 000, og syklusvarigheten er 5 dager (nær nettoformasjon).
Det siste alternativet var EB - PBF -teknologi, som økte den årlige produksjonskapasiteten fra 120 stykker til 1200 stykker og satte fart på lageromsetningen med 400%.
4, System for å sørge for at kvalitet: Å komme til bunns i pålitelighetsteknikk
For industrielt - Karakterutstyr, må fire trinn med kvalitetskontroll settes opp:
Overvåke prosessen:
Overvåking av det smeltede bassenget: EOS M 400-4 har en pyrogenese-sensor som kan holde øye med temperaturgradienten til 1000 smeltede bassenger i sanntid, noe som hjelper til med å holde kornveksten jevn.
Å finne pulver: Huashu High Tech FS273M bruker en laserprofiler for å justere tykkelsen på hvert lag i en lukket sløyfe på 0,01 mm.
Kompatibilitet for post - behandling:
Hot isostatisk pressing (hofte): Du må sjekke at kammerstørrelsen på utstyret og den trykte varen er så nær hverandre som mulig (for eksempel kan Quintus Qih-9-utstyr håndtere deler som er 600 900 mm i diameter).
Behandling ved bruk av sandblåsing: For å holde tynn - murede konstruksjoner fra å bli skadet, må utstyret ha multi - trinntrykkskontroll (0.1–0.6MPa).
Testing som ikke skader:
Industrial CT: YXLON FF35 CT -utstyr kan finne poredefekter så små som 0,05 mm, som er det luftfartsindustrien krever.
Testing med virvelstrømmer: Eddyfi Ecobra -teknologien kan finne sprekker i titanlegeringer så dypt som 0,02 mm.
Henvisning for sertifiseringsstandarder:
Aerospace: AC7114/3 fra NADCAP
ISO 13485 og ASTM F3184 for medisinsk utstyr
VDA i bilindustrien 6.3 Revisjon av prosessen