Er gjenvinningshastigheten for metallutskriftsmaterialer høyt?

一, Teknisk prinsipp: Hovedideen bak å velge materialer og kontrollere grensesnittet.
Hovedmålet med multi - metall 3D -utskrift er å få to eller flere metaller til å smelte sammen metallurgisk. Det er to hovedmåter å gjøre dette på: Pulverbed -smelting (SLM/L - PBF) og regissert energiavsetning (DED). Ved å bruke SLM -teknologi som eksempel, må tre grunnleggende teknologiske problemer løses for å lage multi - metallutskrift mulig:
Kontrollerende materialkompatibilitet
Velg en metallkombinasjon som har en forskjell i termisk ekspansjonskoeffisient på under 10% og en forskjell i smeltepunkt på under 200 grader. NASA bruker en kombinasjon av GRCOP - 42 kobberlegering (smeltepunkt 1083 grader) og HR - 1 nikkelbasert høye temperaturlegering (smeltepunkt 1390 grader) for å lage rakettmotorforbrenningskamre. De gjør dette ved å kontrollere laserenergitettheten (120-150 J/mm ³) og skannehastighet (800-1200 mm/s) for å lage et 0,3 mm overgangslag som binder de to materialene sammen. Strekkfastheten ved grensesnittet er 420 MPa, som er 60% høyere enn for typiske loddemetoder.
Renovering av pulverspredningssystemet
Den konvensjonelle singelen - materialpulverspredningsprosessen er utilstrekkelig for kravene til multi - metallvekseringsavsetning. Fraunhofer IGCV -laboratoriets elektrostatiske adsorpsjonspulverspredningsanordning kan selektivt adsorbere forskjellige metallpulver ved å levere et -5000V elektrostatisk felt til konstruksjonsplattformen. Systemet sprer CW106C kobberlegeringspulver (det indre laget) og 1.2709 stålpulver (det ytre laget) veldig nøyaktig mens du lager kobberståljakket skyvekammer. Den gjenoppretter også 98% av pulveret, som er tre ganger mer effektivt enn typisk mekanisk skraperpulverspredning.
Kontrollere prosessparametere i sanntid
Når du skriver ut med flere metaller, må laserstyrken, skanningsmetoden og andre innstillinger endres i sanntid for hvert materialområde. Meltios 3E metallavsetningsteknologi bruker smarte sensorer for å holde øye med temperaturen på det smeltede bassenget i sanntid (med en feil på ± 5 grader). Det samsvarer også automatisk med deponeringsparametrene til titanlegering (laserkraft på 400W) og aluminiumslegering (laserkraft på 250W). Når du lager parentes for luftfartsmotorer, gjør denne teknologien Titanium Alloy -området 38% hardere og aluminiumslegeringsområdet 18% lenger, noe som er 25% bedre enn utskriftsytelsen til enkeltmaterialer.
2, vanlig bruk: Flytting fra laboratoriet til fabrikkpraksis
1. Aerospace: Gjør forbrenningskammeret lettere og flinkere til å håndtere varme
Forbrenningskammeret til en rakettmotor må kunne håndtere gassskylling ved 3000 grader og flytende oksygenkjøling ved - 180 grader. For å koble kobberlegeringsfôret og nikkel - basert legeringsskall i tradisjonell produksjon, må de sveises sammen med eksplosiver. Denne prosedyren kan ta opptil seks måneder. Etter å ha brukt Multi - metall 3D-utskriftsteknologi, har den tyske Safran-gruppens kobberstål bimetalliske forbrenningskammer laget med SLM-teknikken kuttet produksjonstiden i to og gjort det 40% lettere. Den viktigste innovasjonen er bruken av funksjonelt gradert materialdesign. Det er et 0,5 mm tykt nicraly-overgangslag mellom kobberlegering (GRCOP-84) og stål (316L). Dette laget endrer jevnlig ekspansjonskoeffisient fra 16,5 × 10 ⁻⁶/ grad til 12,8 × 10 ⁻⁶/ grad, som blir kvitt spenningskonsentrasjon ved grensesnittet.
2. Energiutstyr: Conformal Cooling Channels Revolution in Manufacturing
Ved å lage injeksjonsformer er tradisjonelle kjølevannskanaler stort sett rette på grunn av prosesseringsgrenser. Dette gjør temperaturfeltene i formen ujevn (med avvik på opptil 30 grader), noe som senker kvaliteten på de støpte produktene. Aerosints bimetalliske SLM -teknikk skriver ut kobberlegering (CUCR1ZR) kjølekanaler inne i forminnsatsen, noe som gjør kjøling tre ganger mer effektiv. Denne metoden kutter kjøletiden for å lage bilmoldinger fra 45 sekunder til 18 sekunder, kutter energibruk for enkelt - stykkeproduksjon med 60%, og får formen til å vare mer enn 2 millioner ganger lenger.
3. Biomedisinsk: Tilpasse ytelsen til personlige implantater
Det tar 6 til 12 måneder for tradisjonelle titanlegeringsprotetiske ledd å integrere seg fullt ut med beinet. Forskere ved Northwestern Polytechnical University har kommet med en ny vei til 3D -trykk titan tantalbimetalliske implantater. De gjør dette ved å sette tantal (TA) porøse strukturer (65% porøsitet, 500 μm porestørrelse) på overflaten av titanlegering (Ti6al4V). Dette gjør bindingen mellom implantatene og beinvevet tre ganger sterkere. Kliniske bevis viser at denne teknologiens hofteleddimplantat har en beinintegrasjonsrate på 92% tre måneder etter operasjonen. Dette er 50% kortere enn restitusjonstiden for typiske titanlegeringsimplantater.