Impression 3D métal
Brève description:
L'impression 3D métal estun processus de formation de pièces par chauffage, frittage, fusion et refroidissement de poudre métallique par balayage laser ou par faisceau d'électrons sous le contrôle d'un ordinateur. L'impression 3D n'a pas besoin de moule, formant un coût élevé et rapide, adapté à la production d'échantillons et de petits lots.
L'impression 3D métal (3DP) est une sorte de technologie de prototypage rapide. Il s'agit d'une technologie basée sur un fichier de modèle numérique, qui utilise du métal en poudre ou du plastique et d'autres matériaux adhésifs pour construire des objets par impression de couches. La différence entre l'impression 3D métal et l'impression 3D plastique: ce sont deux technologies. La matière première de l'impression 3D métal est la poudre métallique, qui est produite et imprimée par frittage laser à haute température. Le matériau utilisé pour l'impression 3D plastique est un liquide, qui est irradié vers le matériau liquide par des rayons ultraviolets de différentes longueurs d'onde, ce qui entraîne une réaction de polymérisation et un durcissement.
1. Caractéristiques de l'impression 3D métal
1 . avantages de l'impression 3D métal
A. Prototypage rapide de pièces
B. Cette technologie peut utiliser des matériaux en poudre métallique mince pour produire des formes complexes qui ne peuvent pas être réalisées par une technologie traditionnelle telle que la coulée, le forgeage et le traitement.
Par rapport aux procédés de fabrication traditionnels, l'impression 3D présente de nombreux avantages, notamment:
UNE . taux d'utilisation global élevé des matériaux;
B. pas besoin d'ouvrir le moule, moins de processus de fabrication et un cycle court;
C La durée du cycle de fabrication est courte. En particulier, l'impression 3D de pièces aux formes complexes prend un cinquième voire un dixième du temps d'un usinage ordinaire
RÉ . des pièces à structure complexe peuvent être fabriquées, telles qu'un canal d'écoulement conforme interne;
E. conception libre selon les exigences des propriétés mécaniques sans tenir compte du processus de fabrication.
Sa vitesse d'impression n'est pas élevée et il est généralement utilisé dans la fabrication rapide de pièces uniques ou en petits lots, sans le coût et le temps d'ouverture du moule. Bien que l'impression 3D ne soit pas adaptée à la production de masse, elle peut être utilisée pour la fabrication rapide de divers moules pour la production de masse.
2. inconvénients de l'impression 3D métal
L'impression 3D métal offre de nouvelles possibilités de conception, telles que l'intégration de plusieurs composants dans le processus de production pour minimiser l'utilisation des matériaux et les coûts de traitement du moule.
UNE) . L'écart des pièces d'impression 3D en métal est généralement supérieur à +/- 0,10 mm et la précision n'est pas aussi bonne que celle des machines-outils ordinaires.
B) La propriété de traitement thermique de l'impression 3D du métal sera déformée: le point de vente de l'impression 3D du métal est principalement une haute précision et une forme étrange. Si l'impression 3D de pièces en acier est traitée thermiquement, les pièces perdront en précision ou devront être retraitées par des machines-outils
Une partie de l'usinage de réduction de matière traditionnel peut produire une couche de durcissement très mince sur la surface des pièces. L'impression 3D n'est pas si bonne. De plus, l'expansion et la contraction des pièces en acier sont sérieuses dans le processus d'usinage. La température et la gravité des pièces auront un impact sérieux sur la précision
2. Matériaux utilisés pour l'impression 3D métal
Il comprend l'acier inoxydable (AISI316L), l'aluminium, le titane, l'Inconel (Ti6Al4V) (625 ou 718) et l'acier martensitique.
1) .tool et aciers martensitiques
2). acier inoxydable.
3). Alliage: l'alliage de poudre métallique le plus largement utilisé pour les matériaux d'impression 3D est le titane pur et l'alliage de titane, l'alliage d'aluminium, l'alliage à base de nickel, l'alliage de cobalt-chrome, l'alliage à base de cuivre, etc.
Pièces d'impression 3D en cuivre
Pièces d'impression 3D en acier
Pièces d'impression 3D en aluminium
Insertion de moule d'impression 3D
3. Types d'impression 3D métal
Il existe cinq types de technologies d'impression 3D métal: SLS, SLM, npj, objectif et EBSM.
1) . frittage laser sélectif (SLS)
SLS est composé d'un cylindre de poudre et d'un cylindre de formage. Le piston du cylindre à poudre monte. La poudre est déposée uniformément sur le cylindre de formage par le finisseur de poudre. L'ordinateur contrôle la piste de balayage bidimensionnelle du faisceau laser en fonction du modèle de coupe du prototype. Le matériau en poudre solide est fritté sélectivement pour former une couche de la pièce. Après l'achèvement d'une couche, le piston de travail laisse tomber une épaisseur de couche, le système d'épandage de poudre étale la nouvelle poudre et contrôle le faisceau laser pour balayer et fritter la nouvelle couche. De cette manière, le cycle est répété couche par couche jusqu'à ce que les pièces tridimensionnelles soient formées.
2). fusion laser sélective (SLM)
Le principe de base de la technologie de fusion sélective au laser est de concevoir le modèle solide tridimensionnel de la pièce en utilisant le logiciel de modélisation tridimensionnelle tel que Pro / E, UG et CATIA sur l'ordinateur, puis de découper le modèle tridimensionnel à travers le logiciel de tranchage, obtenez les données de profil de chaque section, générez le chemin de balayage de remplissage à partir des données de profil, et l'équipement contrôlera la fusion sélective du faisceau laser en fonction de ces lignes de balayage de remplissage Chaque couche de matériau en poudre métallique est progressivement empilée en trois. pièces métalliques dimensionnelles. Avant que le faisceau laser ne commence le balayage, le dispositif d'épandage de poudre pousse la poudre métallique sur la plaque de base du cylindre de formage, puis le faisceau laser fait fondre la poudre sur la plaque de base selon la ligne de balayage de remplissage de la couche actuelle, et traite le couche actuelle, puis le cylindre de formation descend une distance d'épaisseur de couche, le cylindre de poudre monte d'une certaine distance d'épaisseur, le dispositif d'épandage de poudre étale la poudre métallique sur la couche actuelle traitée, et l'équipement s'ajuste Entrez les données du contour de couche suivant pour traitement, puis traiter couche par couche jusqu'à ce que la pièce entière soit traitée.
3). formation de métal par pulvérisation de nanoparticules (NPJ)
La technologie d'impression 3D ordinaire du métal consiste à utiliser le laser pour fondre ou fritter les particules de poudre métallique, tandis que la technologie npj n'utilise pas la forme de poudre, mais l'état liquide. Ces métaux sont enveloppés dans un tube sous forme de liquide et insérés dans une imprimante 3D, qui utilise du «fer fondu» contenant des nanoparticules métalliques pour se mettre en forme lors de l'impression 3D de métal. L'avantage est que le métal est imprimé avec du fer fondu, l'ensemble du modèle sera plus moelleux et la tête d'impression à jet d'encre ordinaire peut être utilisée comme un outil. Lorsque l'impression est terminée, la chambre de construction évapore l'excès de liquide en chauffant, ne laissant que la partie métallique
4). mise en forme au laser près du filet (lentille)
La technologie de mise en forme au laser près du filet (lentille) utilise le principe du transport du laser et de la poudre en même temps. Le modèle CAO 3D de la pièce est découpé par ordinateur et les données de contour de plan 2D de la pièce sont obtenues. Ces données sont ensuite transformées en piste de mouvement de la table de travail CN. En même temps, la poudre métallique est introduite dans la zone de focalisation du laser à une certaine vitesse d'alimentation, fondue et solidifiée rapidement, puis les parties de forme proche du filet peuvent être obtenues en empilant des points, des lignes et des surfaces. Les pièces formées peuvent être utilisées sans ou seulement avec une petite quantité de traitement. Lens peut réaliser la fabrication sans moisissure de pièces métalliques et économiser beaucoup de coûts.
5). fusion par faisceau d'électrons (EBSM)
La technologie de fusion par faisceau d'électrons a été développée et utilisée pour la première fois par la société arcam en Suède. Son principe est d'utiliser un canon à électrons pour tirer de l'énergie haute densité générée par le faisceau d'électrons après déviation et focalisation, ce qui fait que la couche de poudre métallique numérisée génère une température élevée dans une petite zone locale, conduisant à la fusion des particules métalliques. Le balayage continu du faisceau d'électrons fera fondre et solidifier les minuscules piscines de métal fondu, et former la couche métallique linéaire et superficielle après la connexion.
Parmi les cinq technologies d'impression métalliques ci-dessus, SLS (frittage laser sélectif) et SLM (fusion laser sélective) sont les principales technologies d'application de l'impression métallique.
4. Application de l'impression 3D en métal
Il est souvent utilisé dans la fabrication de moules, la conception industrielle et d'autres domaines pour fabriquer des modèles, puis il est progressivement utilisé dans la fabrication directe de certains produits, puis il est progressivement utilisé dans la fabrication directe de certains produits. Il existe déjà des pièces imprimées par cette technologie. La technologie a des applications dans la bijouterie, la chaussure, le design industriel, l'architecture, l'ingénierie et la construction (AEC), l'automobile, l'aérospatiale, les industries dentaire et médicale, l'éducation, les systèmes d'information géographique, le génie civil, les armes à feu et d'autres domaines.
L'impression 3D en métal, avec les avantages du moulage direct, sans moule, conception personnalisée et structure complexe, haute efficacité, faible consommation et faible coût, a été largement utilisée dans les applications d'ingénierie pétrochimique, l'aérospatiale, la fabrication automobile, le moulage par injection, la coulée d'alliages de métaux légers , traitement médical, industrie du papier, industrie de l'énergie, transformation des aliments, bijoux, mode et autres domaines.
La productivité de l'impression métallique n'est pas élevée, généralement utilisée pour la fabrication rapide de pièces uniques ou en petits lots, sans le coût et le temps d'ouverture du moule. Bien que l'impression 3D ne soit pas adaptée à la production de masse, elle peut être utilisée pour la fabrication rapide de divers moules pour la production de masse.
1) . secteur industriel
À l'heure actuelle, de nombreux départements industriels utilisent des imprimantes 3D métal comme machines quotidiennes. Dans la fabrication de prototypes et la production de modèles, la technologie d'impression 3D est presque utilisée. Dans le même temps, il peut également être utilisé dans la production de certaines grandes pièces
L'imprimante 3D imprime les pièces puis les assemble. Par rapport au processus de fabrication traditionnel, la technologie d'impression 3D peut raccourcir le temps et réduire les coûts, mais également augmenter la production.
2). domaine médical
L'impression 3D métal est largement utilisée dans le domaine médical, en particulier en dentisterie. Contrairement à d'autres chirurgies, l'impression 3D métal est souvent utilisée pour imprimer des implants dentaires. Le plus grand avantage de l'utilisation de la technologie d'impression 3D est la personnalisation. Les médecins peuvent concevoir des implants en fonction des conditions spécifiques des patients. De cette manière, le processus de traitement du patient réduira la douleur et il y aura moins de problèmes après l'opération.
3). bijoux
À l'heure actuelle, de nombreux fabricants de bijoux passent de l'impression 3D en résine et de la fabrication de moules en cire à l'impression 3D en métal. Avec l'amélioration continue du niveau de vie des gens, la demande de bijoux est également plus élevée. Les gens n'aiment plus les bijoux ordinaires sur le marché, mais veulent avoir des bijoux personnalisés uniques. Par conséquent, la future tendance de développement de l'industrie de la bijouterie sera de réaliser une personnalisation sans moule, parmi laquelle l'impression 3D métal jouera un rôle très important.
4). Aérospatial
De nombreux pays dans le monde ont commencé à utiliser la technologie d'impression 3D en métal pour développer la défense nationale, l'aérospatiale et d'autres domaines. La première usine d'impression 3D de GE au monde, construite en Italie, est chargée de fabriquer des pièces pour les moteurs à réaction sautés, ce qui prouve la capacité de l'impression 3D en métal.
5). Automobile
Le temps d'application de l'impression 3D métal dans l'industrie automobile n'est pas trop long, mais il a un grand potentiel et un développement rapide. À l'heure actuelle, BMW, Audi et d'autres constructeurs automobiles bien connus étudient sérieusement comment utiliser la technologie d'impression 3D métal pour réformer le mode de production
L'impression 3D métal n'est pas limitée par la forme complexe des pièces, directement formées, rapide et efficace, et ne nécessite pas un investissement élevé du moule, qui convient à la fabrication moderne. Il sera développé et appliqué rapidement maintenant et à l'avenir. Si vous avez des pièces métalliques nécessitant une impression 3D, veuillez nous contacter.
L'impression 3D métal n'est pas limitée par la forme complexe des pièces, directement formées, rapide et efficace, et ne nécessite pas un investissement élevé du moule, qui convient à la fabrication moderne. Il sera développé et appliqué rapidement maintenant et à l'avenir. Si vous avez des pièces métalliques nécessitant une impression 3D,Contactez nous s'il vous plait.
