5 typer af 3D-udskrivning af metal Processer og deres materialer

3D-printning i metal, eller additiv fremstilling, har transformeret fremstillings- og prototypebranchen ved at gøre det muligt at fremstille komplekse, højtydende metaldele. I modsætning til traditionelle metoder, hvor man skærer materiale væk, opbygger 3D-printning af metal dele lag for lag, hvilket giver en højere grad af præcision og designfrihed. Med mange forskellige 3D-printning af metal processer til rådighed, kan virksomheder nu fremstille metaldele og komponenter, der er skræddersyet til industrier fra rumfart til bilindustrien. I denne artikel diskuteres fem almindelige typer 3D-printprocesser i metal sammen med de materialer, der bruges i hver proces.

1. Selektiv lasersmeltning (SLM)

En af de mest populære metoder inden for 3D-print af metal er Selective Laser Melting. Den involverer smeltning af metalpulver med en laser med høj effekt for at producere den endelige del lag for lag. SLM giver meget detaljerede dele, der er meget stærke og har en imponerende mekanisk ydeevne.

Materialer: Så mange metaller som titanlegering, rustfrit stål, aluminium og Inconel bruges normalt med SLM. Sådanne metalpulvere har et fremragende forhold mellem styrke og vægt kombineret med høj temperaturbestandighed; derfor er disse metaller ideelle til luftfarts- og bilindustrien.

SLM er bedst egnet til specialfremstillet 3D-print af metal, fordi det giver mulighed for at fremstille komplekse geometriske designs, der ville være for vanskelige eller endda umulige at opnå med de konventionelle fremstillingsteknikker. Hvis du har brug for specifikke dele, er SLM derfor en attraktiv løsning, fordi den minimerer værktøjsomkostningerne og reducerer den tid, det tager at bringe produkter på markedet.

2. Elektronstrålesmeltning (EBM)

EBM eller Electron Beam Melting er en pulverbedsfusionsmetode, der ligner SLM, men hvor der i stedet for laser anvendes en elektronstråle til smeltning af metalpulver. Denne proces anvendes hovedsageligt til produktion af dele i luftfarts-, medicinal- og forsvarssektoren, da den gør det muligt at fremstille dele, der er tætte og højtydende.

Materialer: EBM bruges typisk til titanlegeringer som Ti-6Al-4V, som foretrækkes på grund af deres styrke, lave vægt og biokompatibilitet. Det betyder, at det kan være særligt nyttigt ved specialbearbejdning af dele, hvor der er brug for titanium på grund af dets særlige egenskaber. Dele fremstillet under elektronstråler har en høj densitet og er fri for oxidation, hvilket øger styrken på grund af den højenergiske elektronstråle, der arbejder i et vakuum. Mindre restspænding, som er altafgørende i tunge industrier, er en anden ekstra fordel ved fremstilling med EBM.

3. Direkte energiudfældning (DED)

Udtrykket Direct Energy Deposition (DED) henviser grundlæggende til en form for 3D-printning af metal, hvor omsmeltningen af metalråmateriale på et substrat sker med en fokuseret energikilde som laser eller elektronstråle. En sådan proces anses for at være ekstremt fleksibel, og derfor kan dele i høj grad tilpasses, repareres eller ændres.

Materialer: Forskellige materialer kan behandles i DED, herunder rustfrit stål, titanlegeringer, Inconel og kobolt-krom-legeringer. Disse materialer vælges ofte på grund af deres korrosions- og varmebestandighed og mekaniske egenskaber.

Derudover bruges DED ofte til specialbearbejdning, da det tilføjer materiale til eksisterende komponenter til reparationer og/eller ændringer af designet, samtidig med at man undgår kravet om komplet genfremstilling.

4. Udsprøjtning af bindemiddel

Binder Jetting er defineret som en 3D-printning af metal proces, hvor et flydende bindemiddel selektivt deponeres over metalpulver for at skabe en del. Når hele delen er printet, sættes den i en ovn til sintring, så metalpartiklerne smelter sammen og danner en fast struktur. Det bruges generelt til lave til mellemstore produktionskørsler.

Materialer: Nogle af de mest almindelige binder jetting-materialer er rustfrit stål, kobber og værktøjsstål, og valget af materiale er meget ofte drevet af behovet for mindre belastede, men stærke og holdbare komponenter under høje belastninger.

For eksempel er en af fordelene ved binder jetting, når det bruges til 3D-printning af metal er muligheden for at printe dele med komplekse geometrier. Sådanne funktioner sikrer, at industrier ikke behøver at gå igennem besværet med at få specialfremstillede dele til små prototypekørsler eller lave produktionsmængder.

5. Metalekstrudering (Fused Deposition Modeling for Metal)

Metalekstrudering eller FDM (Fused Deposition Modeling) er det samme som den normale FDM i plast, bortset fra at der bruges metalfilamenter i stedet for termoplastfilamenter. Disse filamenter er en blanding af metalpulvere og bindemidler og ekstruderes gennem en opvarmet dyse, lag for lag, for at give anledning til den ønskede del.

Materialer: Metalekstrudering kan udføres på forskellige materialer som rustfrit stål, bronze og aluminium. Materialerne er ofte et kompromis mellem kravene til emnet (styrke, duktilitet og pris). Brugerdefineret 3D-printning af metal til lavvolumenproduktion eller til dele, der skal bruges i efterbehandling, er almindeligt med denne metode. Metalekstruderingsmetoden giver også mulighed for produktion i stor skala, hvilket gør den til et fleksibelt valg for virksomheder, der leverer 3D-printning i metal.

Konklusion

Mens SLM, EBM, DED, Binder Jetting og metalekstrudering forarbejder deres metaller til 3D-applikationer, har de hver især deres unikke fordele i betragtning af materialets egenskaber, emnernes kompleksitet og slutanvendelserne. Hvis du vil producere specialbearbejdede dele til applikationer inden for luftfart, bilindustrien eller det medicinske område, har det vist sig, at 3D-printning af metal nu kan bruges til at opnå den fleksibilitet og høje præcision, der forventes af moderne produktion. Kontakt os for at få den rette 3D-printmetode og det rette materiale til fremstilling af højtydende dele til deres specifikke anvendelser.

Få et tilbud