Formowanie metalu 3D
Formowanie metali 3D , określane również jako formowanie wtryskowe metali lub ( MIM ), jest wykorzystywane do produkcji komponentów o złożonej geometrii. W procesie wykorzystuje się mieszaninę proszków metali i polimerowych – zwaną również „materiałem wsadowym” – które są następnie formowane wtryskowo .
Po uformowaniu części poddawane są obróbce termicznej w celu usunięcia spoiwa. Następnie są one spiekane w celu uzyskania elementu metalowego o dużej gęstości, który ma właściwości mechaniczne porównywalne z materiałami kutymi.
Formowanie metali 3D jest wykorzystywane głównie do uzyskiwania skomplikowanych i złożonych kształtów, które są bardzo trudne lub drogie w produkcji przy użyciu konwencjonalnych metod produkcji.
Aplikacje
Formowanie metali 3D jest stosowane w przemyśle lotniczym , medycznym i innych. Swoją popularność zawdzięcza swojej wytrzymałości w postaci niestandardowego kształtu lub części. Częściej spotykane jako formy 3D są termoplastyczne i termoutwardzalne. Oba te procesy są stosowane w następujących branżach:
- Środowiskowy
- Morski
- Olej i gaz
- Mieszkania
- Budowa
- Sprzęt spożywczy/obsługa
- Urządzenie
- Automobilowy
- Oczyszczanie ścieków
- HVAC
- Medyczny
- Konsument
- Handlowy
- rekreacyjny
- Lotnictwo
- Telekomunikacja
- Dentystyczny.
Korzyści
- Wykorzystuje tylko dokładną ilość materiału potrzebną do wytworzenia części, zmniejszając koszty.
- Po utworzeniu oprzyrządowania można wyprodukować ogromne ilości wysokiej jakości części przy krótkim czasie realizacji.
- MIM może uzyskiwać skomplikowane części o złożonej geometrii, zmniejszając wymagania dotyczące operacji wtórnych, takich jak grawerowanie marki.
- Części mogą być formowane z szerokiej gamy materiałów, w tym metali „egzotycznych”.
- Formowanie metalu 3D jest idealne dla ilości powyżej 1000 sztuk – i może być również niezwykle opłacalne w przypadku mniejszych ilości, chociaż zależy to od materiału.
Druk 3D w metalu
Druk 3D z metalu buduje komponenty, dostarczając sproszkowany metal i spoiwo w alternatywnych warstwach przez dyszę sterowaną przez system komputerowy, pracując na rysunku CAD. Początkowy proces nie osiąga wymaganej wytrzymałości, więc części muszą przejść przez proces wtórny, który polega na stopieniu innego rodzaju metalu w kształt.
Istnieje wiele metod wykorzystywanych w druku 3D metali. Selektywne spiekanie laserowe lub SLS wykorzystuje ciepło z silnego lasera do łączenia razem drobnych cząstek ceramicznych, szklanych lub plastikowych, tworząc trójwymiarową część. Carl Deckard i Joe Beaman z University of Texas opracowali i opatentowali ten proces w latach 80.
Bezpośrednie spiekanie laserowe metali , czyli DMLS, wykorzystuje laser do spiekania sproszkowanego metalu w ciało stałe w stopniowych warstwach nałożonych na siebie. W tym procesie kanały chłodzące można drukować w dowolnym kształcie, co zmniejsza czas i ilość odpadów oraz poprawia jakość.
Selektywne topienie laserowe lub SLM całkowicie topi proszek, tworząc jednorodną część. Ten proces może być stosowany tylko do pojedynczych materiałów, więc nie nadaje się do stopów.