Är återvinningshastigheten för metallutskriftsmaterial hög?

一, teknisk princip: Huvudtanken bakom att välja material och kontrollera gränssnittet.
Huvudmålet med multi - metall 3D -utskrift är att få två eller flera metaller att smälta samman metallurgiskt. Det finns två huvudsakliga sätt att göra detta: pulverbäddsmältning (SLM/L - PBF) och riktad energiavsättning (DED). Med hjälp av SLM -teknik som exempel måste tre grundläggande tekniska problem lösas för att möjliggöra multi - metalltryck:
Kontrollerande materialkompatibilitet
Välj en metallkombination som har en skillnad i värmeutvidgningskoefficient på mindre än 10% och en skillnad i smältpunkt på mindre än 200 grader. NASA använder en kombination av GRCOP - 42 kopparlegering (smältpunkt 1083 grad) och HR - 1 nickelbaserad hög temperaturlegering (smältpunkt 1390 grad) för att göra raketmotorförbränningskamrar. De gör detta genom att styra laserenergitätheten (120-150 J/mm ³) och skanningshastighet (800-1200 mm/s) för att skapa ett 0,3 mm övergångsskikt som binder de två materialen tillsammans. Draghållfastheten vid gränssnittet är 420 MPa, vilket är 60% högre än för typiska lödningsmetoder.
Renovering av pulverspridningssystemet
Den konventionella singeln - Materialpulverspridningsprocessen är otillräcklig för kraven på multi - metall alternerande avsättning. Fraunhofer IGCV Laboratory: s elektrostatiska adsorptionspulver spridningsanordning kan selektivt adsorbera olika metallpulver genom att leverera ett -5000V elektrostatiskt fält till konstruktionsplattformen. Systemet sprider CW106C kopparlegeringspulver (det inre skiktet) och 1.2709 stålpulver (det yttre lagret) mycket exakt medan man gör kopparståljackan. Det återvinner också 98% av pulvret, vilket är tre gånger effektivare än typiskt mekaniskt skrappulver.
Kontrollera processparametrar i realtid
Vid utskrift med flera metaller måste laserstyrka, skanningsmetod och andra inställningar ändras i realtid för varje materialregion. Meltios 3E -metallavlagringsteknologi använder smarta sensorer för att hålla ett öga på temperaturen på den smälta poolen i realtid (med ett fel på ± 5 grader). Den matchar också automatiskt deponeringsparametrarna för titanlegering (laserkraft på 400W) och aluminiumlegering (laserkraft på 250W). När man gör parenteser för flygmotorer gör denna teknik titanlegeringsområdet 38% hårdare och aluminiumlegeringsområdet 18% längre, vilket är 25% bättre än utskriftsprestanda för enstaka material.
2, Vanlig användning: Flytta från labbet till fabrikspraxis
1. Aerospace: Gör förbränningskammaren lättare och bättre på att hantera värme
Förbränningskammaren för en raketmotor måste kunna hantera gasspolning på 3000 grader och flytande syrekylning vid - 180 grader. För att koppla kopparlegeringsfodret och nickel - baserat legeringsskal i traditionell tillverkning, måste de svetsas tillsammans med sprängämnen. Denna procedur kan ta upp till sex månader. Efter att ha använt multi - metall 3D-tryckteknik har den tyska Safran-gruppens bimetalliska förbränningskammare i kopparstål som gjorts med SLM-tekniken minskat tillverkningstiden i hälften och gjort det 40% lättare. Den huvudsakliga innovationen är användningen av funktionellt graderad materialdesign. Det finns ett 0,5 mm tjockt Nicraly-övergångsskikt mellan kopparlegering (GRCOP-84) och stål (316L). Detta skikt förändrar smidigt den termiska expansionskoefficienten från 16,5 × 10 ⁻⁶/ grad till 12,8 × 10 ⁻⁶/ grad, vilket blir av med spänningskoncentration vid gränssnittet.
2. Energiutrustning: De konformala kylkanalerna Revolution i tillverkningen
Vid tillverkning av injektionsformar är traditionella kylvattenkanaler mestadels raka på grund av bearbetningsgränser. Detta gör temperaturfälten i formen ojämna (med varians på upp till 30 grader), vilket sänker kvaliteten på de gjutna produkterna. Aerosints bimetalliska SLM -teknik skriver ut kopparlegering (CUCR1ZR) kylkanaler inuti mögelinsatserna, vilket gör kylning tre gånger effektivare. Denna metod skär kyltiden för att göra bilstötfångarformar från 45 sekunder till 18 sekunder, minskar energianvändningen för enstaka - styckproduktion med 60%och gör att formen håller mer än 2 miljoner gånger längre.
3. Biomedicinskt: Anpassa prestandan för personliga implantat
Det tar 6 till 12 månader för traditionella titanlegeringsprotetiska leder att integreras fullt ut med benet. Forskare vid Northwestern Polytechnical University har kommit med ett nytt sätt att trycka titan tantal bimetalliska implantat. De gör detta genom att sätta tantal (TA) porösa strukturer (65% porositet, 500 μm porstorlek) på ytan av titanlegering (TI6AL4V). Detta gör bindningen mellan implantaten och benvävnaden tre gånger starkare. Kliniska bevis visar att denna tekniks höftledimplantat har en benintegrationshastighet på 92% tre månader efter operationen. Detta är 50% kortare än återhämtningstiden för typiska titanlegeringsimplantat.