Hur väljer jag lämplig metall 3D -utskriftsutrustning i industriell tillverkning?

1, Teknisk ruttmatchning: Att komma till botten av resonemanget bakom processrepresentationen
Den nuvarande standardenmetall 3D -tryckningTeknik erbjuder ett "tre ben" mönster:
Laserselektiv smältning (LPBF): EOS M 400-4 Fyra lasersystem styr skikttjockleken mellan 20 och 50 μm med en 200–1000W fiberlaser. Detta system är bra för att göra komplicerade flödeskanaldelar i flygindustrin. Det bästa med det är att du kan kontrollera mikrostrukturen. Till exempel ändrar den titanlegerings centrala flänsstemsan som platinakraft som skapats för C919 kornstorleken från 50 μm till 200 μm med tiden genom att ändra laserkraften, vilket gör den 18% starkare mot trötthet.
Elektronstrålsmältning (EB - PBF): Arcam EBM Q20Plus -maskin använder en 3KW elektronstråle för att bygga saker i en takt på 1000 mm ³/h i ett vakuum vid 650 grader. Detta gör det bra för att konstruera hög - temperaturlegbinskivor. Med denna teknik har GE Aviation minskat den tid det tar för att göra enkristallturbinblad för språngmotorer från 12 månader till 3 veckor och sänkt hastigheten för korngränsfel till 0,03%.
Limspray (BJ): Desktop Metal Shop System använder droppspray -teknik för att sätta in 2000 droppar lim per sekund. Den går sedan igenom en 1200 graders avfettande sintringsprocess, som visar att det är billigare att göra verktygsstålformar. Denna teknik används av en viss biltillverkare för att göra formsprutor med konform kylkanaler. Detta minskar injektionscykeltiden med 28% och gör formen de senaste 3,2 gånger längre än tidigare metoder.
Viktiga saker att tänka på innan du väljer:
LPBF -teknik är bättre för komplicerade inre kavitetsstrukturer.
Det rekommenderas att utrustningens vakuumkontroll kapacitet kontrolleras för hög - temperaturlegeringsmaterial (mindre än eller lika med 5 × 10⁻³ PA).
För stora - skalaproduktion måste krympningshastigheten för BJ -teknik under avfettning (vanligtvis 1,8–2,2%) kontrolleras.
2, Material System Compatibility: Viktiga faktorer för att få tidigare procesgränser
Det finns mer än 20 material som utgör ett fullständigt system för metall 3D-utskrift, inklusive 17 - 4ph rostfritt stål, Inconel 718 Nickelbaserad legering, Ti6AL4V titanlegering och andra. När du väljer bör du vara mycket uppmärksam på:
Anpassning av pulveregenskaper: EOS M 300-4 är bäst på jämnt spridande pulver med en sfäricitet på 90% eller högre och en hallflödeshastighet på 25S/50G eller lägre. Ett medicinskt företag som använde koboltkromlegeringspulver med en sfäricitet på 85% såg ett 37% ökning i antalet gånger pulverspridningsmekanismen fastnat.
Möjlighet att bearbeta många material: Farsoon FS121M-8 kan snabbt konvertera mellan titanlegering, aluminiumlegering och mögelstål tack vare ett modulärt pulvermatningssystem. Det kan göra detta på mindre än 45 minuter, vilket är perfekt för liten batchtillverkning av olika typer.
Att göra nya material: Platinum Lite BLT - S800 -utrustning har dynamisk pulverspridningsteknologi som kan hantera nanokristallina pulver med partikelstorlekar mellan 15 och 53 μm. Detta hjälper till med utskrift av hög - styrka aluminiumlegering A20x och ger delarna en draghållfasthet på 620MPA.
Hur man kontrollerar:
Be tillverkarna av utrustningen för att ge dig en väsentlig certifieringskontrolllista, till exempel NASA MFS-30301-standarden.
Gör små - skala testproduktion för att kontrollera pulveranvändningshastigheten (LPBF -teknik: 45–65%, eb - PBF -teknik: 70–85%).
Under olika material, kontrollera nivåerna av restspänning (rekommenderas 200MPa).
3, Utvärdering av produktionseffektivitet: Förändringen från en maskinens prestanda till hela systemets effektivitet
För att välja Industrial - betygsutrustning måste du ställa in en tre - dimensionell utvärderingsmodell:
Index för enstaka maskineffektivitet:
Skanningshastighet: Huashus 12 lasersystem FS811M - 12 är en högteknologisk skanner som kan skanna med en hastighet av 20000 mm/s, vilket är nio gånger snabbare än en enda laserenhet.
Hur snabbt byggnaden stiger upp: Ge tillsatsidén laser M2 -serien kan nå 45 cm ³/h, vilket är tillräckligt för massproduktion av bilmotorcylinderblock.
Mögelstorlek: Gjutningskapaciteten för platina blt - S1000 är 1000 1000 800 mm, vilket innebär att den kan skriva ut hela landningsutrustningen på ett flygplan på en gång.
Produktionslinje som driver sig själv: AM -fabrikslösningen, som gjordes av EOS och Siemens som arbetar tillsammans, automatiserar helt och hållet cirkulationen av pulver och urval och positionering av delar genom AGV. Detta ökar användningen av utrustning till 82%.
Digital Twins -system: Renishaw AM400 levereras med Renam Flex -programvara som kan visa hur stress sprids under tryckprocessen i realtid. Detta sänker sprickhastigheten till mindre än 0,5%.
Hantera energianvändning:
LPBF -utrustning använder vanligtvis 8 till 12 kW/h energi, och effekten av toppeffekt på anläggningens kraftfördelningssystem måste ses på.
Platinum Technology: s energiåtervinningssystem kan använda avfallsvärme från utrustning till varmt pulver, vilket minskar den totala energianvändningen med 18%.
Exempel på en förmånsberäkning: Ett flygbolag tittar på tre olika tekniska lösningar:
Kostnaden för en enda bit traditionell fem - Axelbearbetning är 85 000 ¥ och cykeltiden är 45 dagar.
LPBF -utskrift: ¥ 32 000 per enhet, 7 dagar att slutföra (behöver post - Processing)
Enhetskostnaden för EB - PBF -utskrift är 28 000 ¥ och cykelvaraktigheten är 5 dagar (nära nätbildning).
Det sista alternativet var EB - PBF -teknik, som höjde den årliga tillverkningskapaciteten från 120 stycken till 1200 stycken och rusade upp lageromsättningen med 400%.
4, System för att se till kvalitet: Att komma till botten av tillförlitlighetsteknik
För industriell - betygsutrustning måste fyra stadier av kvalitetskontroll ställas in:
Övervaka processen:
Övervakning av den smälta poolen: EOS M 400-4 har en pyrogenesensor som kan hålla ett öga på temperaturgradienten på 1000 smälta pooler i realtid, vilket hjälper till att hålla korntillväxten stabil.
Hitta pulver: Huashu High Tech FS273M använder en laserprofiler för att justera tjockleken på varje skikt i en sluten slinga vid 0,01 mm.
Kompatibilitet för post - Bearbetning:
Hot Isostatic Pressing (HIP): Du måste kontrollera att kammarstorleken på utrustningen och det tryckta föremålet är så nära varandra som möjligt (till exempel Quintus Qih-9-utrustning kan hantera delar som är 600 900 mm i diameter).
Behandling med sandblästring: För att hålla tunn - muromgärdade konstruktioner från att bli skadad måste utrustningen ha multi - scentryckskontroll (0,1–0,6mpa).
Testning som inte skadar:
Industriell CT: YXLON FF35 CT -utrustning kan hitta porfel så små som 0,05 mm, vilket är vad flygindustrin kräver.
Testning med virvelströmmar: Eddyfi Ecobra -tekniken kan hitta sprickor i titanlegeringar så djupa som 0,02 mm.
Referens för certifieringsstandarder:
Aerospace: AC7114/3 från NADCAP
ISO 13485 och ASTM F3184 för medicinsk utrustning
VDA i bilindustrin 6.3 Revision av processen