Làm thế nào để chọn thiết bị in 3D kim loại phù hợp trong sản xuất công nghiệp?

1, Phù hợp với lộ trình kỹ thuật: Đi đến tận cùng của lý do đằng sau quá trình đại diện
Tiêu chuẩn hiện tạiin 3D kim loạiCông nghệ cung cấp mô hình "ba chân":
Sự nóng chảy chọn lọc bằng laser (LPBF): Hệ thống bốn laser EOS M 400-4 kiểm soát độ dày lớp trong khoảng từ 20 đến 50 μm bằng cách sử dụng laser sợi 20010001000. Hệ thống này tốt để tạo ra các bộ phận kênh dòng chảy phức tạp trong ngành hàng không vũ trụ. Điều tốt nhất về nó là bạn có thể điều khiển cấu trúc vi mô. Ví dụ, dải mặt bích hợp kim Titanium mà lực bạch kim tạo ra cho C919 làm thay đổi kích thước hạt từ 50 μm đến 200 μm theo thời gian bằng cách thay đổi công suất laser, giúp nó mạnh hơn 18% so với mệt mỏi.
Tia điện tử nóng chảy (EB - PBF): Máy Arcam EBM Q20PLUS sử dụng chùm electron 3kW để xây dựng mọi thứ với tốc độ 1000mm ³/h trong chân không ở 650 độ. Điều này làm cho nó tuyệt vời để xây dựng các đĩa tuabin hợp kim nhiệt độ- cao. Với công nghệ này, GE Hàng không đã cắt giảm thời gian để tạo ra các lưỡi tuabin tinh thể đơn cho động cơ nhảy từ 12 tháng xuống còn 3 tuần và giảm tỷ lệ khiếm khuyết ranh giới hạt xuống 0,03%.
Thuốc xịt dính (BJ): Hệ thống cửa hàng kim loại máy tính để bàn sử dụng công nghệ phun giọt để gửi 2000 giọt chất kết dính mỗi giây. Sau đó, nó trải qua một quá trình thiêu kết tẩy rửa 1200 độ, cho thấy rằng nó rẻ hơn để làm khuôn thép công cụ. Công nghệ này được sử dụng bởi một nhà sản xuất xe hơi nhất định để chế tạo khuôn phun với các kênh làm mát phù hợp. Điều này cắt giảm 28% thời gian chu kỳ tiêm và làm cho khuôn kéo dài 3,2 lần so với các phương pháp trước đó.
Những điều quan trọng cần suy nghĩ trước khi chọn:
Kỹ thuật LPBF tốt hơn cho các cấu trúc khoang bên trong phức tạp.
Chúng tôi nên kiểm tra khả năng điều khiển chân không của thiết bị được kiểm tra cao - Vật liệu hợp kim nhiệt độ (nhỏ hơn hoặc bằng 5 × 10⁻³ PA).
Đối với việc sản xuất quy mô lớn -, tốc độ co rút của công nghệ BJ trong quá trình tẩy nhờn (thường là 1.8 .222,2%) cần được kiểm tra.
2, Tương thích hệ thống vật liệu: Các yếu tố quan trọng để có giới hạn quá trình trong quá khứ
Có hơn 20 vật liệu tạo nên một hệ thống đầy đủ cho in 3D kim loại, bao gồm 17 - 4PH Thép không gỉ, hợp kim dựa trên Niken 718, hợp kim TI6AL4V Titanium và các loại khác. Khi chọn, bạn nên chú ý rất nhiều đến:
Thích ứng các đặc tính bột: EOS M 300-4 là tốt nhất trong việc phân tán đều với tính cầu của 90% hoặc cao hơn và tốc độ dòng Hall từ 25S/50g trở xuống. Một công ty y tế đã sử dụng bột hợp kim crom calrom với độ cầu của 85% đã tăng 37% số lần cơ chế lan truyền bột bị kẹt.
Khả năng xử lý nhiều vật liệu: Farsoon FS121M-8 có thể nhanh chóng chuyển đổi giữa hợp kim titan, hợp kim nhôm và thép khuôn nhờ hệ thống cho ăn bột mô-đun. Nó có thể làm điều này trong vòng chưa đầy 45 phút, điều này là hoàn hảo cho việc sản xuất hàng loạt nhỏ của các loại khác nhau.
Làm vật liệu mới: Thiết bị bạch kim lite blt - S800 có công nghệ trải bột động có thể xử lý các loại bột nano tinh thể với kích thước hạt trong khoảng từ 15 đến 53 m. Điều này giúp với việc in High - Hợp kim nhôm A20X và mang lại cho các bộ phận độ bền kéo là 620MPa.
Cách kiểm tra:
Yêu cầu các nhà sản xuất thiết bị cung cấp cho bạn một danh sách kiểm tra chứng nhận vật liệu, như tiêu chuẩn NASA MFS-30301.
Thực hiện nhỏ - Sản xuất thử nghiệm tỷ lệ để kiểm tra tốc độ sử dụng bột (công nghệ LPBF: 45 trừ65%, EB - Công nghệ PBF: 70 Nott85%).
Trong các vật liệu khác nhau, hãy kiểm tra mức độ căng thẳng dư (khuyến nghị 200MPa).
3, Đánh giá hiệu quả sản xuất: Sự thay đổi từ hiệu suất của một máy thành hiệu quả của toàn bộ hệ thống
Để chọn công nghiệp - thiết bị cấp, bạn cần thiết lập mô hình đánh giá thứ ba -}: Mô hình đánh giá kích thước:
Chỉ số hiệu suất máy đơn:
Tốc độ quét: Hệ thống laser 12 của Huaashu FS811M - 12 là máy quét công nghệ cao có thể quét với tốc độ 2000 mm/s, nhanh hơn chín lần so với một thiết bị laser.
Việc tòa nhà tăng nhanh như thế nào: GE ý tưởng phụ gia mà dòng laser M2 có thể đạt 45cm ³/h, đủ để sản xuất hàng loạt các khối xi lanh động cơ xe.
Kích thước của khuôn: Khả năng đúc của bạch kim blt - S1000 là 1000 1000 800 mm, có nghĩa là nó có thể in toàn bộ thiết bị hạ cánh của máy bay cùng một lúc.
Dòng sản xuất tự chạy: Giải pháp nhà máy AM, được sản xuất bởi EOS và Siemens làm việc cùng nhau, tự động hóa hoàn toàn sự lưu thông của bột và lựa chọn và định vị các bộ phận thông qua AGV. Điều này làm tăng việc sử dụng thiết bị lên 82%.
Hệ thống Twin kỹ thuật số: Renishaw AM400 đi kèm với phần mềm Renam Flex có thể cho thấy mức độ căng thẳng được lan truyền trong quá trình in trong thời gian thực. Điều này làm giảm tỷ lệ vết nứt xuống dưới 0,5%.
Quản lý sử dụng năng lượng:
Thiết bị LPBF thường sử dụng 8 đến 12 kW/giờ năng lượng và ảnh hưởng của công suất cực đại đối với hệ thống phân phối năng lượng của nhà máy cần được xem xét.
Hệ thống thu hồi năng lượng của công nghệ bạch kim có thể sử dụng nhiệt thải từ thiết bị đến bột ấm, giúp giảm 18%sử dụng năng lượng.
Ví dụ về tính toán lợi ích: Một công ty hàng không xem xét ba giải pháp kỹ thuật khác nhau:
Chi phí của một mảnh duy nhất của gia công trục năm - là ¥ 85.000 và thời gian chu kỳ là 45 ngày.
In LPBF: ¥ 32.000 mỗi đơn vị, 7 ngày để hoàn thành (nhu cầu bài -
Chi phí đơn vị của EB - PBF in là ¥ 28.000 và thời lượng chu kỳ là 5 ngày (gần hình thành ròng).
Giải pháp thay thế cuối cùng là EB - công nghệ PBF, đã tăng công suất sản xuất hàng năm từ 120 mảnh lên 1200 mảnh và tăng tốc doanh thu hàng tồn kho lên 400%.
4, Hệ thống để đảm bảo chất lượng: Đi đến tận cùng của kỹ thuật độ tin cậy
Đối với thiết bị cấp -, bốn giai đoạn kiểm soát chất lượng phải được thiết lập:
Giám sát quy trình:
Theo dõi nhóm nóng chảy: EOS M 400-4 có cảm biến pyrogenesis có thể để mắt đến độ dốc nhiệt độ của 1000 bể nóng chảy trong thời gian thực, giúp giữ cho tăng trưởng hạt ổn định.
Tìm kiếm bột: Huaashu High Tech FS273M sử dụng một bộ cấu hình laser để điều chỉnh độ dày của mỗi lớp trong một vòng kín ở mức 0,01 mm.
Khả năng tương thích cho Post - Xử lý:
Nhấn nóng (HIP): Bạn cần kiểm tra xem kích thước buồng của thiết bị và vật phẩm được in gần nhau nhất có thể (ví dụ, thiết bị Quintus QIH-9 có thể xử lý các phần có đường kính600 900 mm).
Điều trị bằng cách sử dụng Sandblasting: Để giữ cho mỏng - Các cấu trúc có tường bị hư hỏng, thiết bị cần phải có đa - Điều khiển áp suất giai đoạn (0,1 Nott0.6MPa).
Kiểm tra mà không làm hỏng:
CT công nghiệp: Thiết bị CT YXLON FF35 có thể tìm thấy các khuyết tật lỗ rỗng nhỏ tới 0,05mm, đó là những gì ngành hàng không vũ trụ yêu cầu.
Thử nghiệm với dòng điện xoáy: Công nghệ EDDYFI ECOBRA có thể tìm thấy các vết nứt trong hợp kim titan sâu tới 0,02mm.
Tài liệu tham khảo cho các tiêu chuẩn chứng nhận:
Không gian vũ trụ: AC7114/3 từ NADCAP
ISO 13485 và ASTM F3184 cho thiết bị y tế
VDA trong ngành công nghiệp xe hơi 6.3 kiểm toán quy trình