1. Lựa chọn vật liệu cho in 3D kim loại
Việc lựa chọn vật liệu ban đầu quyết định tuổi thọ của kim loại in 3D. Vật liệu in 3D kim loại có nhiều loại từ thép không gỉ, hợp kim titan, hợp kim nhôm, hợp kim crom coban, v.v. Độ bền, độ cứng, khả năng chống ăn mòn, khả năng chịu nhiệt độ cao và các phẩm chất khác có rất nhiều từ những vật liệu này.
Vật liệu kim loại in 3D thường được sử dụng với chất lượng cơ học mạnh mẽ và khả năng chống ăn mòn, thép không gỉ phù hợp để chế tạo thiết bị y tế, phụ tùng ô tô, v.v. Do có độ bền cao, mật độ thấp và khả năng tương thích sinh học đặc biệt, hợp kim titan có ứng dụng tuyệt vời trong hàng không vũ trụ, y tế , và các ngành công nghiệp khác. Tính dẫn nhiệt tốt và đặc tính nhẹ của hợp kim nhôm phù hợp để chế tạo các bộ phận ô tô, linh kiện máy bay, v.v. Do khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn tuyệt vời, hợp kim crom coban tìm được vị trí trong cấy ghép nha khoa và thiết bị y tế.
Việc duy trì tuổi thọ của kim loại in 3D phụ thuộc vào việc lựa chọn vật liệu kim loại phù hợp. Việc lựa chọn vật liệu đòi hỏi phải xem xét kỹ lưỡng các yếu tố như môi trường sử dụng, điều kiện ứng suất, khả năng chống ăn mòn và khả năng chịu nhiệt độ cao của các bộ phận để đảm bảo rằng các bộ phận in được sản xuất có thể đáp ứng yêu cầu thiết kế và tuổi thọ sử dụng.
Kỹ thuật in kim loại in 2.3D
Độ bền của kim loại in 3D phụ thuộc nhiều vào phương pháp in. Kỹ thuật in 3D kim loại hiện nay chủ yếu bao gồm lắng đọng nóng chảy bằng laser (LMD), nấu chảy bằng laser chọn lọc (SLM), nấu chảy bằng chùm tia điện tử (EBM), v.v.
Công nghệ lắng đọng nóng chảy bằng laser tạo thành các vật phẩm theo từng lớp từ bột kim loại hoặc vật liệu dây được nung chảy bằng chùm tia laser. Kỹ thuật này có thể tạo ra các vật phẩm có kích thước lớn, hình dạng phức tạp với tốc độ in nhanh và tiết kiệm vật liệu. Tuy nhiên, các vết nứt hoặc biến dạng còn sót lại có thể phát triển bên trong các vật liệu tùy thuộc vào ứng suất nhiệt trong quá trình lắng đọng nóng chảy bằng laser, do đó ảnh hưởng đến độ bền của chúng.
Sử dụng chùm tia laser năng lượng cao, kỹ thuật nấu chảy laser chọn lọc làm tan chảy chính xác bột kim loại để tạo ra các cấu trúc luyện kim dày đặc. Chất lượng bề mặt tốt và độ chính xác về kích thước cho phép công nghệ này in các sản phẩm kim loại có độ bền cao, rất chính xác. Kỹ thuật nung chảy từng lớp của công nghệ SLM khiến cho hầu như không có sai sót nào bên trong các chi tiết, do đó nâng cao tuổi thọ của chúng.
Sử dụng chùm tia điện tử làm nguồn nhiệt, công nghệ nấu chảy chùm tia điện tử làm tan chảy bột hoặc dây kim loại. Phương pháp này có thể tạo ra nhiệt độ bể nóng chảy cao, thuận lợi cho việc loại bỏ các khuyết tật và ứng suất dư bên trong các bộ phận, nhờ mật độ năng lượng cao của chùm tia điện tử và cho phép nấu chảy tốc độ cao và in có độ chính xác cao.
3.Gia công sản phẩm kim loại in 3D
Hơn nữa, ảnh hưởng lớn đến độ bền là quy trình xử lý sau được sử dụng trong kim loại in 3D. Các bước bao gồm xử lý cơ học, xử lý bề mặt và xử lý nhiệt bao gồm quá trình xử lý sau.
Một trong những cách quan trọng để giảm sức căng còn lại bên trong các bộ phận và nâng cao chất lượng vật liệu là xử lý nhiệt. Bằng cách sử dụng xử lý nhiệt, cấu trúc vi mô bên trong các bộ phận có thể đồng nhất hơn, do đó làm tăng độ bền và độ dẻo dai của chúng.
Xử lý bề mặt giúp chất lượng bề mặt chi tiết và khả năng chống ăn mòn tốt hơn. Trong số các phương pháp xử lý bề mặt phổ biến bao gồm phun cát, đánh bóng, mạ điện, v.v. Phun cát có thể làm sạch bề mặt của các vật dụng khỏi cặn oxit và mảnh vụn, tăng độ nhám và độ dính bề mặt; Đánh bóng giúp làm phẳng bề mặt của các bộ phận, tăng vẻ đẹp bên ngoài, tăng khả năng chống ăn mòn; Bằng cách hình thành lớp phủ kim loại trên bề mặt của bộ phận, mạ điện làm tăng khả năng chống mài mòn và ăn mòn của nó.
Bằng cách sử dụng gia công chính xác trên các sản phẩm, gia công cơ khí có thể nâng cao độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt của chúng. Các vệt và sự không đồng đều được tạo ra trong quá trình in có thể được loại bỏ bằng cách xử lý cơ học, do đó đưa các chi tiết đến gần hơn với tiêu chí thiết kế.
4. Sử dụng kim loại in 3D thực tế
Trong các ứng dụng hữu ích, in kim loại 3D đã mang lại thành công đáng chú ý. Trong ngành công nghiệp máy bay, các bộ phận cấu trúc và bộ phận động cơ cùng với các bộ phận quan trọng khác được sản xuất bằng kim loại in 3D. Các bộ phận này phải có độ bền cao, độ dẻo dai cao và khả năng chống ăn mòn tốt bên cạnh khả năng chịu được các điều kiện khắc nghiệt bao gồm nhiệt độ cao và áp suất cao. Kim loại in 3D có thể cắt giảm đáng kể chu kỳ sản xuất và giảm chi phí trong khi vẫn đáp ứng được các tiêu chí này.
Kim loại in 3D được sản xuất trong lĩnh vực y tế để tạo ra các thiết bị cấy ghép nha khoa và chỉnh hình cùng nhiều vật dụng khác. Khả năng tương thích sinh học tốt và khả năng chống mài mòn trên các bộ phận cấy ghép này sẽ giúp đảm bảo sự thoải mái và an toàn cho bệnh nhân. Kim loại in 3D có thể tăng độ bền và tuổi thọ của bộ phận cấy ghép cũng như tạo ra các bộ phận cấy ghép một cách chính xác, đáp ứng nhu cầu cá nhân của người tiêu dùng.
Các bộ phận chính như linh kiện động cơ và khung gầm được sản xuất trong lĩnh vực sản xuất ô tô bằng kim loại in 3D. Những bộ phận này phải chắc chắn, rất chắc chắn và hơi nhẹ. Kim loại in 3D có thể đáp ứng những nhu cầu này và tăng đáng kể khả năng tiết kiệm nhiên liệu cũng như hiệu suất của ô tô.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-centrifugal-pump-impeller.html