Desde el advenimiento de la tecnología de impresión 3D, la tecnología de impresión 3D se ha aplicado gradualmente a la fabricación de productos reales. Entre ellos, el desarrollo de la tecnología de impresión 3D para materiales metálicos es particularmente rápido. En el campo de la defensa nacional, los países desarrollados de Europa y Estados Unidos otorgan gran importancia al desarrollo de la tecnología de impresión 3D de metales e invierten enormes sumas de dinero en investigación. La impresión 3D de piezas metálicas siempre ha sido el foco de investigación y aplicación. No solo puede imprimir moldes y bicicletas, también puede imprimir nuevas armas sin precedentes, e incluso puede imprimir equipos grandes como automóviles y aviones. Como un nuevo tipo de tecnología de fabricación inteligente, la impresión 3D de metal ha mostrado una perspectiva de aplicación muy amplia y ha mostrado un fuerte impulso de desarrollo en más campos, como el diseño y la fabricación de equipos, el soporte de equipos y la industria aeroespacial.
1 Descripción general de la tecnología de impresión 3D de metal
1.1 Resumen básico
La idea central de la tecnología de impresión 3D de metal se originó por primera vez en los Estados Unidos a fines del siglo XIX, pero no tomó forma hasta mediados-1980. En 1986, el estadounidense Charles Hull inventó la primera impresora 3D. mi país comenzó a estudiar la tecnología de impresión 3D en 1991. Alrededor del año 2000, estos procesos comenzaron a desarrollarse gradualmente desde la investigación de laboratorio hasta la ingeniería y la producción. En ese momento se le llamó prototipado rápido (RP), es decir, maquetas antes de que se desarrollaran las muestras. Ahora también se le llama tecnología de creación rápida de prototipos, fabricación aditiva. Sin embargo, para facilitar la aceptación del público, esta nueva tecnología se conoce colectivamente como impresión 3D. La impresión 3D es un tipo de tecnología de creación rápida de prototipos. Es una tecnología basada en el diseño de modelos digitales, que utiliza materiales adheribles como el metal en polvo o la resina, y construye objetos tridimensionales mediante la impresión "aditiva" capa por capa. La impresión 3D en metal ha sido denominada "el pensamiento y la tecnología del siglo pasado, el mercado de este siglo". Además, mi país ha hecho recientemente un gran avance en la industria aeroespacial de impresión 3D de metal. La industria aeroespacial de China ha logrado un nuevo avance y el peso de las piezas metálicas impresas en 3D se ha reducido de 3 kg a 600 g, una reducción de peso del 80 por ciento.
1.2 Características de la impresión 3D en metal
1) Alta precisión. En la actualidad, la precisión de los equipos de impresión 3D de metal se puede controlar básicamente por debajo de 0,05 mm.
2) El ciclo es corto. La impresión 3D de metal no requiere el proceso de producción de moldes, lo que reduce considerablemente el tiempo de producción del modelo. Generalmente, un modelo se puede imprimir en unas pocas horas o incluso decenas de minutos.
3) Se puede personalizar. La impresión 3D de metal no tiene límite en la cantidad de modelos impresos, sin importar que se puedan producir uno o más al mismo costo.
4) Diversidad de materiales. Un sistema de impresión 3D de metal a menudo puede realizar la impresión de diferentes materiales, y la diversidad de este material puede satisfacer las necesidades de diferentes campos.
5) El costo es relativamente bajo. Aunque los sistemas de impresión 3D de metal y los materiales metálicos para la impresión 3D son relativamente caros ahora, si se utilizan para fabricar productos personalizados, el costo de producción es relativamente bajo.
Fusión selectiva por láser (SLM)
SLM es una parte importante del campo de la impresión 3D de metal. Su historia de desarrollo ha pasado por etapas como la sinterización de polvos no metálicos de bajo punto de fusión, la sinterización de polvos de alto punto de fusión revestidos de bajo punto de fusión y la fusión directa de polvos de alto punto de fusión. La Universidad de Texas en Austin solicitó por primera vez una patente en 1986 y desarrolló con éxito el primer equipo SLM en 1988. Utiliza un punto finamente enfocado para fundirse rápidamente en un material en polvo predeterminado de 30-51 μm, y puede casi directamente obtener cualquier forma. Así como piezas funcionales con unión metalúrgica completa. La densidad puede alcanzar casi el 100 por ciento, la precisión dimensional puede alcanzar 20-50 μm y la rugosidad de la superficie puede alcanzar 20-30 μm. Es una tecnología de prototipado rápido con grandes perspectivas de desarrollo.
Los materiales de moldeo SLM son en su mayoría polvos metálicos de un solo componente, que incluyen acero inoxidable austenítico, aleaciones a base de níquel, aleaciones a base de titanio, aleaciones de cromo-cobalto y metales preciosos. El rayo láser derrite rápidamente el polvo de metal y obtiene un canal de fusión continuo, que puede obtener directamente piezas metálicas casi densas con casi cualquier forma, unión metalúrgica completa y alta precisión. Es una tecnología de impresión 3D para piezas metálicas con grandes perspectivas de desarrollo. Su rango de aplicación se ha ampliado a la industria aeroespacial, microelectrónica, tratamiento médico, joyería y otras industrias.
Hay más de 50 factores que influyen en el proceso SLM, y hay seis categorías que tienen un impacto importante en el efecto de moldeo: propiedades del material, láser y sistemas de trayectoria óptica, características de escaneo, atmósfera de moldeo, características geométricas de moldeo y factores de equipo. . En la actualidad, los investigadores nacionales y extranjeros realizan principalmente investigaciones de procesos y aplicaciones sobre los factores de influencia mencionados anteriormente, con el fin de resolver defectos en el proceso de moldeo y mejorar la calidad de las piezas moldeadas. En términos de investigación de procesos, los parámetros de proceso importantes en el proceso de formación SLM incluyen la potencia del láser, la velocidad de escaneo, el espesor de la capa de polvo, la distancia de escaneo, la estrategia de escaneo, etc. Al combinar diferentes parámetros del proceso, se puede optimizar la calidad de la formación.
JR se ha dedicado a la impresión 3D durante más de 10 años, no dude en contactarnos para obtener más información sobre nuestra impresión 3D de metal.