5 typů 3D tisk z kovu Procesy a jejich materiály

Kovový 3D tisk neboli aditivní výroba změnila výrobní průmysl a výrobu prototypů tím, že umožňuje výrobu složitých, vysoce výkonných kovových dílů. Na rozdíl od tradičních metod, které zahrnují odřezávání materiálu, kovový 3D tisk vytváří díly vrstvu po vrstvě, což umožňuje vyšší úroveň přesnosti a svobody návrhu. Díky mnoha různým 3D tisk z kovu procesů, mohou nyní společnosti vyrábět kovové díly a komponenty na míru pro různá odvětví od leteckého až po automobilový průmysl. V tomto článku se budeme zabývat pěti běžnými typy procesů kovového 3D tisku a materiály používanými v jednotlivých procesech.

1. Selektivní laserové tavení (SLM)

Mezi nejoblíbenější metody v kategorii kovového 3D tisku patří selektivní laserové tavení. Jedná se o tavení kovového prášku laserem s vysokým výkonem, při kterém se vrstvu po vrstvě vyrábí finální díl. SLM nabízí vysoce detailní díly, které jsou velmi pevné a mají působivé mechanické vlastnosti.

Materiály: Při SLM se obvykle používá tolik kovů, jako je slitina titanu, nerezová ocel, hliník a Inconel. Tyto kovové prášky mají vynikající poměr pevnosti a hmotnosti ve spojení s odolností vůči vysokým teplotám; proto jsou tyto kovy ideální pro letecký a automobilový průmysl.

Technologie SLM je nejvhodnější pro 3D tisk kovů na zakázku, protože umožňuje výrobu složitých geometrických konstrukcí, které by bylo příliš obtížné nebo dokonce nemožné dosáhnout běžnými výrobními technikami. Pokud tedy požadujete specifické díly, je SLM atraktivním řešením, protože minimalizuje náklady na výrobu nástrojů a zkracuje časové lhůty při uvádění výrobků na trh.

2. Tavení elektronovým svazkem (EBM)

EBM neboli Electron Beam Melting (tavení elektronovým svazkem) je metoda zpracování práškového lože podobná SLM, při níž se místo laseru používá k tavení kovového prášku elektronový svazek. Tento proces se používá především pro výrobu dílů v leteckém, lékařském a obranném průmyslu, protože umožňuje výrobu hustých a vysoce výkonných dílů.

Materiály: EBM se obvykle používá pro slitiny titanu, jako je Ti-6Al-4V, které jsou preferovány pro svou pevnost, nízkou hmotnost a biokompatibilitu. To znamená, že může být obzvláště užitečná při zakázkovém obrábění dílů, kde je titan potřebný pro své speciální vlastnosti. Díly vyrobené pod elektronovým paprskem mají určitou formu vysoké hustoty a jsou bez oxidace, což zvyšuje pevnost díky práci vysokoenergetického elektronového paprsku ve vakuu. Další přidanou výhodou výroby pomocí EBM je menší zbytkové napětí, které je v těžkém průmyslu prvořadé.

3. Přímé nanášení energie (DED)

Termín Direct Energy Deposition (DED) v podstatě označuje formu kovového 3D tisku, při níž se přetavení kovové suroviny na substrát provádí pomocí fokusovaného zdroje energie, jako je laser nebo elektronový paprsek. Takový proces je skutečně považován za mimořádně flexibilní, a proto lze díly velmi přizpůsobovat, opravovat nebo upravovat.

Materiály: DED lze zpracovávat různé materiály, včetně nerezových ocelí, slitin titanu, Inconelu a kobalt-chromových slitin. Tyto materiály se běžně volí pro jejich odolnost vůči korozi a teplu a mechanické vlastnosti.

Kromě toho se DED často používá pro své zakázkové obrábění, protože přidává materiál ke stávajícím součástem pro opravy a/nebo úpravy konstrukce a zároveň obchází požadavek na kompletní opětovnou výrobu.

4. Tryskání pojiva

Binder Jetting je definován jako 3D tisk z kovu proces, při kterém se na kovový prášek selektivně nanáší tekuté pojivo a vytváří se tak součást. Poté, co je celý díl vytištěn, je vložen do pece ke spékání, aby se kovové částice spojily a vytvořily pevnou strukturu. Obvykle se používá pro nízké až střední výrobní série.

Materiály: Mezi nejběžnější materiály pro tryskání pojivem patří nerezová ocel, měď a nástrojová ocel, přičemž volba materiálu je velmi často vedena potřebou méně namáhaných, ale pevných a odolných součástí při vysokém zatížení.

Jednou z výhod tryskání pojivem, pokud se používá například pro služby 3D tisku z kovu je možnost tisknout díly se složitou geometrií. Takové vlastnosti zajišťují, že průmyslová odvětví nemusí podstupovat potíže s pořizováním dílů na zakázku pro malé série prototypů nebo malé objemy výroby.

5. Vytlačování kovů (modelování kovů metodou tavené depozice)

Vytlačování kovů neboli Fused Deposition Modeling (FDM) pro kovy je stejné jako běžné plastové FDM s tím rozdílem, že místo termoplastických vláken se používají kovová vlákna. Tato vlákna jsou směsí kovových prášků a pojiv a jsou vytlačována vyhřívanou tryskou vrstvu po vrstvě, aby vznikl požadovaný díl.

Materiály: Vytlačování kovových vláken lze provádět na různých materiálech, jako je nerezová ocel, bronz a hliník. Materiály jsou často kompromisem mezi požadavky na díl (pevnost, tažnost a cena). U této metody je běžný 3D tisk kovů na zakázku pro malosériovou výrobu nebo pro díly určené k následnému zpracování. Metoda vytlačování kovů nabízí také velkosériovou výrobu, takže je flexibilní volbou pro společnosti poskytující služby kovového 3D tisku.

Závěr

Zatímco SLM, EBM, DED, Binder Jetting a Metal Extrusion zpracovávají své kovy pro 3D aplikace, každá z nich má své jedinečné výhody dané vlastnostmi materiálu, složitostí dílů a konečným použitím. Pokud chcete vyrábět zakázkové obráběné díly pro aplikace v leteckém a kosmickém průmyslu, automobilovém průmyslu nebo ve zdravotnictví, bylo zjištěno, že 3D tiskem kovů lze nyní dosáhnout flexibility a vysoké přesnosti, s níž se počítá v moderní výrobě. Obraťte se na nás, abychom vám nabídli vhodnou metodu 3D tisku a materiál pro výrobu vysoce výkonných dílů pro jejich konkrétní použití.

Získejte cenovou nabídku