Mchapishaji wa 3D kwa chuma. Utengenezaji wa bidhaa za chuma

Uchapishaji wa 3D unachukuliwa kuwa mafanikio makubwa ya kiteknolojia na mwelekeo muhimu wa uzalishaji wa nyongeza. Shukrani kwa printers tatu-dimensional, fursa mpya zimefungua katika sekta zote za uchumi. Kuna maoni kwamba katika siku zijazo wanaweza hata kuondoa mbinu za uzalishaji wa jadi (kuunda, kutupa, nk). Katika makala hii tutazingatia nini uchapishaji wa 3D na metali na teknolojia zake kuu.

Je! Ni printa ya 3D ya chuma

Hizi ni mashine maalum ambazo zinaruhusu kufanya vitu vya chuma au kutumia mipako kwa bidhaa za kumaliza. Printer hiyo "inakua" safu ya kitu kimwili na safu. Hiyo ni mfano wa kwanza wa vipimo vitatu, umegawanywa katika tabaka za digital, huundwa kwenye kompyuta katika mfumo wa kubuni. Baada ya kuanzisha kitu kilichochapishwa, kichwa cha printer cha 3D kinaanza kufuta chuma kioevu au kumwaga unga kwenye jukwaa la uchapishaji, na kutengeneza safu ya kwanza. Kisha mashine inatumika sehemu ya pili ya chuma na kadhalika.

Printer 3D kwa chuma inakuwezesha kujenga bidhaa kubwa ya bidhaa na, kwa shukrani kwa teknolojia ya kisasa, inaweza kushindana na mbinu za classical za uzalishaji wa chuma.

Ninaweza kuchapisha na printer ya 3D?

Printer hii ni uvumbuzi wa jumla, ambayo inaweza kutumika na wataalamu wote na wasaidizi rahisi. Printers za chuma zinaweza kutumiwa kwa ajili ya kutengeneza vitu visivyo kawaida, sehemu za mitambo, kujitia. Pia huruhusu uumbaji wa bidhaa za chuma kama simulating mkono forging. Na kwa hili, hakuna vifaa vya ziada na taratibu zinazohitajika.

Mwandishi wa 3D wa viwanda wa chuma anaweza hata kuchapisha injini ya roketi. Katika kesi hii, haiwezi kutofautiana na bidhaa zinazozalishwa na njia ya jadi. Hivyo, printer ya chuma inawezesha mtu wa kisasa kuunda vitu yoyote.

Teknolojia za uchapishaji za 3D kwa chuma

Hadi sasa, utengenezaji wa bidhaa za chuma unafanywa na teknolojia mbili: uchapishaji laser na inkjet. Wanamaanisha kupangilia kwa taratibu na sahihi kwa chuma, kama matokeo ya takwimu iliyopangwa inapaswa kupatikana. Wakati huo huo, wahandisi wameanzisha njia kadhaa za kukua.

Uchapishaji wa Inkjet 3D

Utengenezaji wa bidhaa za chuma na uchapishaji wa kuchapa ni mojawapo ya njia za kale za uzalishaji wa kuongezea. Inaruhusu njia bora ya kutumia metali kama matumizi. Lakini teknolojia hii inatumika tu katika kesi ya kujenga mtindo wa composite. Jambo ni kwamba ndege ya 3D-printer inaruhusu kuchapisha vitu kutoka kwa nyenzo yoyote, ambayo inaweza kusindika kuwa poda. Wakati wa uchapishaji, malighafi ya ardhi ni amefungwa na polima. Kwa sababu ya kipengele hiki cha kiteknolojia, bidhaa za kumaliza haziwezi kuchukuliwa kuwa chuma kabisa.

Kwa kuongeza, inawezekana kubadili mifano inayojumuisha ya vipande ndani ya vitu vyote vya chuma. Kwa hili, smelting ya joto au kuchomwa kwa polima na sintering ya chuma poda hutumiwa. Bidhaa hizo za chuma si za kudumu, kwani zina muundo wa porous. Kuongeza nguvu inaweza kuwa kutokana na kuingizwa kwa chuma kingine. Kwa mfano, vitu vya chuma vitakuwa vya kudumu zaidi ikiwa vinaingizwa na shaba.

Njia hii ya kuunda bidhaa hutumiwa hasa katika sekta ya kukumbusha na ya kujitia.

Njia ya kuchuja

Uchapishaji wa 3D kwa kukataza ina maana ya matumizi ya karatasi nyembamba za chuma zilizoundwa na kukata laser au mitambo kwenye jukwaa na kugusa kwao ili kupata mfano wa tatu. Njia hii inatuwezesha kutumia hata chuma cha chuma kama nyenzo zinazoweza kutumika. Vipuni vyenye mviringo havi na nguvu za metali, kwani utimilifu wao unategemea kuunganishwa kwa karatasi zilizofungwa.

Faida ya teknolojia hii ni bei nafuu na uwezo wa kuunda vitu mbalimbali vinavyofanana na bidhaa zote za chuma. Lamination ya kawaida ya uchapishaji hutumiwa kuunda mshtuko.

Safu ya fusing

Njia hii ya uchapishaji wa 3D inategemea matumizi ya vifaa vya alloy mwanga. Vipurizi vinavyopatikana kwenye printa haviwezi kukabiliana na joto la juu. Kwa hiyo, haiwezekani kuunda vitu kutoka kwa chuma safi na alloys. Hivyo, waendelezaji wa bidhaa za matumizi walianza kuzalisha vifaa maalum vya malighafi. Mfano wa suluhisho vile ni nyenzo yenye unga wa thermoplastic na shaba.

Printer ya chuma ya aina hii inajenga vitu ambavyo haziwezi kutofautishwa kutoka kwa bidhaa yote ya chuma kwa kuonekana. Lakini mali ya kimwili ya vitu vile ni mbaya zaidi. Kwa hivyo, fusing ya safu-safu hutumiwa peke yake kuunda mshangao, zawadi, na vitu vya ndani. Sasa, wahandisi wanatafuta viwanda ambapo inaruhusiwa kutumia teknolojia ya uzalishaji huu. Hivyo, thermoplastic yenye kujaza chuma inaweza kutumika kwa ajili ya uchapishaji wa bodi za elektroniki.

Uchaguzi wa laser na uharibifu wa moja kwa moja

Kuchochea laser ya kuchagua ya metali inakuwezesha kufanya kazi si tu na vifaa vya kudumu, lakini pia na thermoplastic. Hapa, uumbaji wa vitu vipande vitatu hutokea kwa usaidizi wa mitambo ya laser kwa kutengeneza poda ya chuma. Mara nyingi, ili kupunguza nguvu za emitters laser kwenye vifaa vya chuma, mipako ya chini ya kiwango hutumiwa. Katika matukio hayo, kuongeza nguvu za bidhaa za kumaliza, kutengeneza ziada na kuingizwa kwa madini huhitajika.

Aina mbalimbali ya njia iliyoelezwa ni kukata laser moja kwa moja ya metali. Teknolojia hii inalenga kufanya kazi na aina safi ya poda ya chuma. Ili kufikia lengo hili, printer ya 3D ina vyumba maalum vya muhuri vinavyojaa gesi ya inert. Pia, vyombo vya uchapishaji vinatumia inapokanzwa kwa vifaa vinavyotumiwa kwa joto ambalo linatengeneza, lakini halijali kuchemsha. Hii inaruhusu kupunguza muda wa uchapishaji na uhifadhi kwenye nguvu za mitambo ya laser.

Kuchapishwa kwa kutengeneza laser hutokea katika tabaka. Juu ya jukwaa la kufanya kazi, mashine inatumika safu nyembamba ya poda yenye joto, chembe ambazo zinatengana pamoja na kwa safu ya awali. Boriti ya laser daima hubadili mwelekeo wake kwa msaada wa mfumo wa kioo.

Kutafuta laser hufanya iwezekanavyo kujenga miundo tata bila msaada wa ziada. Kwa hiyo, teknolojia hii hutumiwa kuunda sehemu za usahihi ambazo hazihitaji ufanisi wa baadaye, na pia kwa ajili ya uzalishaji wa mifano muhimu ya kiwango cha utata ambacho hawezi kufanywa na kutupwa kawaida.

Kutafuta laser kukuwezesha kufanya kazi kwa chuma, aloi za nickel, titan, madini ya thamani, nk.

Laser iliyochaguliwa na boriti ya elektroni ya kiwango cha metali

Ingawa mifano iliyopatikana kwa kukata laser ya chuma ni ya ubora wa juu, ina matumizi mdogo. Muundo wa porous wa vitu vya kumaliza hupunguza nguvu zao. Bidhaa hizo ni za matumizi kidogo kwa matumizi ya viwandani, lakini hutumiwa zaidi kutengeneza mshtuko na prototypes. Kwa ajili ya uzalishaji wa mifano ya kudumu na yenye mzigo, wahandisi waliongozwa teknolojia moja kwa moja ya laser sintering katika njia ya kiwango cha laser. Inategemea matibabu ya nguvu ya mafuta ya poda ya chuma ili kupata kitu kimoja. Vipengee vilivyochapishwa kwa njia hii havikutofautiana kabisa na vifaa vya mitambo na kimwili kutoka kwa vielelezo vinavyotengenezwa na mbinu za jadi.

Kwa sambamba na hili, teknolojia ya kiwango cha nyuzi ya elektroni kinatumika. Inafanya iwezekanavyo kuunda vitu kwa usahihi sawa na azimio, lakini ina faida fulani. Hivyo, printer 3D ya chuma ya aina hii badala ya mifumo ya kioo ya electromechanical ina vifaa vya bunduki za elektroniki. Hii inaruhusu mashine kufanya kazi kwa kasi ya juu, ambayo inaboresha utendaji bila matatizo makubwa ya mchakato. Teknolojia hii ni mbadala bora kwa uzalishaji wa jadi wa viwanda, ambapo vifaa vya ziada (tanuri na molds) hutumiwa.

Printers kwa ajili ya laser na elektroni boriti kiwango ni hasa kutumika kwa ajili ya uzalishaji wa sehemu ya injini ya ndege na turbines gesi, maumbile prostheses.

Ujenzi wa laser wa moja kwa moja

Printer 3D kwa ajili ya ujenzi wa laser ya moja kwa moja ya kutumika kutengeneza bidhaa kumaliza. Teknolojia ya mashine kama hiyo inategemea kanuni ya kunyunyizia chembe za poda ya chuma kwenye sehemu zilizoharibiwa za kitu na kuzipuka kwa laser. Njia hii ina sifa ya utaalamu mdogo na hutumiwa peke kwa ajili ya viwanda.

Kichwa cha uchapishaji cha aina hii ya printer kinaendelea katika ndege tatu na huzunguka kuhusu mhimili wa wima. Kwa hiyo, inafanya kazi kwa pande zote.

Mashine sawa hutumiwa kutengeneza mitambo tata na bidhaa kubwa. Kwa mfano, kutengeneza injini za ndege.

Gharama ya printer 3D kwa chuma

Leo soko hutoa mashine mbalimbali ambazo zinaruhusu kujenga vitu vya chuma vya tatu-dimensional. Gharama yao inategemea teknolojia ya bidhaa na uchapishaji. Hivyo, printer 3D viwanda kwa ajili ya kufanya kazi na chuma, ambayo inawezekana magazeti ya injini, gharama ya maelfu ya dola za Marekani. Mashine nafuu zaidi zinaweza kununuliwa kwa bei nafuu, lakini ubora wa bidhaa utakuwa mbaya zaidi. Ili kutatua tatizo hili, wahandisi wanaendeleza printer 3D kwa chuma, bei ambayo itakuwa chini sana wakati wa kazi kamili.