티타늄 합금을 더 강하게 만들기-5 개의 주류 금속 3D 인쇄 기술

오늘날 기술의 급속한 발전으로 단기 제조, 주문형 생산 및 신속한 프로토 타이핑과 같은 이점을 제공하는 금속 3D 인쇄는 많은 불가능 성을 현실로 바꾸고 있습니다.

현재 시장에 나와있는 주류 금속 3D 인쇄 기술에는 선택적 레이저 소결 (SLS), 나노 입자 제트 (NPJ), 선택적 레이저 용융 (SLM), laser Engineered Net Shaping (LENS) 및 Electron Beam Selective Melting (EBSM). 아래는이 5 가지 금속 3D 인쇄 기술의 기본 작동 원리에 대한 소개입니다.

1. SLS-선택적 레이저 소결

작동 원리:분말 재료 층이 작업 플랫폼에 미리 퍼집니다. 컴퓨터에 의해 제어되는 레이저는 층의 윤곽 정보에 따라 고체 부분에 분말을 소싱한다. 이 프로세스는 주기적으로 반복되어 객체 레이어를 레이어별로 만듭니다.

SLS는 적외선 레이저를 에너지 원으로 사용하며 사용되는 재료는 대부분 분말입니다. 가공 중에 분말은 녹는점 바로 아래로 예열 된 다음 롤러에 의해 평평하게 펼쳐집니다. 컴퓨터에 의해 제어되는 레이저 빔은 층의 단면 정보에 기초하여 분말을 선택적으로 소싱한다. 한 레이어를 완료 한 후 다음 레이어를 소결하여 3D 파트가 형성 될 때까지이 프로세스를 반복합니다. 마지막으로, 소결되지 않은 분말이 회수되고, 형성된 부분이 제거된다.

이 방법은 간단한 제조 공정, 높은 유연성, 넓은 재료 선택, 낮은 재료 비용, 높은 재료 활용 및 빠른 성형 속도로 알려져 있습니다. 주로 주조 산업에서 사용되며 신속한 금형 제작에 직접 사용할 수 있습니다.

2. NPJ-나노 입자 제트

작동 원리:금속은 먼저 액체 형태로 3D 프린터에 적재됩니다. 인쇄하는 동안, 금속 나노입자를 함유하는 액체가 분사되어 형상을 형성한다. 과량의 액체는 가열에 의해 증발되고, 금속 부분은 최종적으로 저온에서 소결되어 형성을 완료한다.

이 방법은 일반 잉크젯 프린트 헤드를 도구로 사용할 수 있으며 녹아 버리기 때문에지지 구조를 제거하기 위해 외력이 필요하지 않습니다. 이론적으로 이것은 무제한 추가를 허용하여 디자이너에게 더 큰 자유를 부여합니다. 금속 외에도 세라믹 기술의 혁신은 치과, 의학 및 특정 산업 분야로 응용 분야를 확장했습니다.

3. SLM-선택적 레이저 용융

작동 원리:고 에너지 레이저 빔은 얇게 썬 3D 모델의 2 차원 단면에 금속 합금 분말을 녹입니다. 복잡한 구조와 거의 100% 밀도를 가진 금속 부품을 만들기 위해 아래에서 레이어별로 레이어를 인쇄합니다.

SLM은 주로 CAD 소프트웨어를 사용하여 3D 모델을 설계하여 소프트웨어를 슬라이싱하여 인식 할 수있는 형식으로 내보냅니다. 그런 다음 모델을 슬라이스하고 지원 구조를 추가하고 모델의 단면 데이터를 얻습니다. 경로 계획 소프트웨어는 윤곽 데이터를 처리하여 SLM 기계로 가져오는 스캐닝 경로를 생성합니다. 기계의 제어 시스템은 레이저 빔이 스캐닝 경로에 따라 층별로 금속 합금 분말 층을 선택적으로 녹여 밀도가 높은 3D 금속 부품을 형성하도록 지시합니다.

SLM의 장점은 높은 재료 활용, 정확한 금속 부품 치수 및 설계 자유도를 포함합니다. 그 한계는 높은 장비 구성 요소 비용, 대량 생산 능력 및 가공에 필요한 비표준 금속 합금 분말입니다. 따라서 SLM은 주로 항공 우주, 생물 의학 분야 및 티타늄 및 니켈 합금과 같은 귀중하거나 가공하기 어려운 금속 부품을 제조하는 데 사용됩니다.

4. LENS-레이저 엔지니어링 그물 모양

작동 원리:부품의 3D CAD 모델은 레이어로 슬라이스되어 2 차원 윤곽 데이터를 얻습니다. 그 후, 윤곽 데이터는 CNC 작업대의 움직임 궤적으로 변환된다. 금속 분말은 레이저 초점 영역으로 특정 속도로 공급되어 빠르게 녹고 응고되어 부품 층을 거의 그물 모양의 3D 금속 부분으로 만듭니다.

LENS는 금속 부품의 몰리스 제조를 가능하게하며, 그 결과 부품은 밀도가 높은 미세 구조와 높은 기계적 특성을 갖습니다. 이종 및 구배 재료 부품을 제조 할 수있을뿐만 아니라 티타늄 합금과 같은 고강도 금속을 처리 할 수 있습니다.

5. EBSM-전자 빔 선택적 용융

작동 원리:3D CAD 모델은 먼저 층으로 슬라이스되고, 결과적인 이산 데이터는 형성 시스템에 입력된다. 성형 시스템은 재료를 예열하고, CAD 데이터에 의해 유도 된 전자 빔은 작업 플랫폼의 사전 확산 분말 층을 녹입니다. 한 층이 가공 된 후, 작업 플랫폼은 한 층 두께만큼 낮아지고 다음 분말 층이 퍼지고 녹습니다. 이 프로세스는 3D 파트가 형성될 때까지 반복된다.

EBSM 기술은 빠른 처리 속도, 높은 에너지 효율, 낮은 진공 오염, 구성 요소의 낮은 잔류 응력 및 반사 문제를 제공합니다. 항공 우주, 생물 의학, 자동차 및 금형 제조 분야에서 광범위한 전망을 가진 반응성, 내화 및 취성 금속 재료의 직접 형성에 특히 적합합니다.

티타늄 합금 3D 인쇄 기술의 전망

3D 인쇄 기술의 발달로 티타늄 합금 3D 인쇄는 엔지니어링 재료의 다양한 측면에서 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다. 티타늄 합금 3D 인쇄는보다 복잡하고 고정밀, 대규모 및 저비용 생산으로 진화 할 수밖에 없습니다. 동시에 3D 인쇄 기술은 다양한 분야에 적용되어 생산 속도를 높이고 제조의 급속한 발전을 촉진하며 중국의 경제 성장 속도를 크게 높일 것입니다.