Революция в 3D-печати металлов с использованием новых технологий

3D-печать металлов известна как прямое лазерное спекание металла, а прямое лазерное плавление металла является дополнительной инновацией. Металлический 3D-принтер имеет лазерный бар, который размягчает слои металлического порошка толщиной 20-60 микрон друг на друга. Этот порошковый металл распределяется по всей форме, а затем избирательно плавится к нижним слоям. Этот аддитивный процесс позволяет создавать металлические детали из слоя порошкового металла. Эта процедура похожа на другие 3D-принтеры на основе полимеров, которые используют слияние порошкового слоя.

Также читайте: Темные схемы на веб-сайтах: все, что вам нужно знать

Металлическая 3D-печать занимает исключительное положение в разработке продуктов в современном мире. Она позволяет немедленно производить сложные конечные детали и способствует инструментированию для обычных технологий производства, а также снижает затраты и время выполнения. Эта технология также известна как прямое лазерное спекание металла (DMLS) и избирательное лазерное плавление (SLM).

Революция в 3D-печати металлов

Также читайте: Влияние искусственного интеллекта: все, что вам нужно знать

Исследователи Технического университета Граца разработали новый тип 3D-принтера, который использует светодиоды вместо лазерных источников для аддитивного производства металлических деталей. Эта инновационная технология может оптимизировать 3D-печать металлов для использования металлического порошка, времени производства, затрат на устройства и постобработки. Команда также подала заявку на патент на свою технологию 3D-печати металлов.

3D-принтер использует технологии, такие как избирательное лазерное плавление или плавление электронным лучом. Процесс использует металлический порошок, который плавится, а затем формируется в компонент. Новый метод называется избирательное плавление на основе светодиодов (SLEDM) и устраняет две основные проблемы с процессами производства на основе порошкового слоя.

Эти основные проблемы включают трудоемкое производство крупных металлических сегментов и трудоемкую ручную настройку. SLEDM использует высококачественный светодиодный луч, который включает светодиоды, специально настроенные освещением, и подготавливает тяжелую оптическую систему, которая позволяет изменять диаметр светодиодного луча.

Оптическая система позволяет изменять светодиодный луч в диапазоне от 0,05 до 20 мм в процессе плавления. Регулируемый светодиодный фокус позволяет плавить большие объемы за единицу времени без необходимости выполнения внутренних структур. Отсутствие внутренних структур уменьшает время производства компонентов и производство топливных элементов или медицинских технологий в 20 раз.

Также читайте: Как работает маркетинг Tesla с нулевым бюджетом?

Процесс также означает, что, в отличие от других систем плавления металлов, сегмент собирается сверху вниз, оставляя сегмент открытым и минимизируя необходимое количество порошка. Основная постобработка может быть выполнена в процессе печати. В настоящее время с помощью принтера создаются биорассасываемые металлические имплантаты, например, можно лечить кости с помощью винтов, изготовленных из магниевых сплавов. Эти имплантаты растворяются в организме после сращивания перелома, устраняя необходимость в повторной операции по удалению винтов.

Благодаря SLEDM производство таких имплантатов будет возможно для непосредственного использования в операционной, поскольку “светодиодный свет естественно менее опасен для операции, чем мощный лазерный источник,” говорит Хаас.

Также читайте: Технологии в 2019 году: технологии, которые мы испытали в этом году

Эта технология объединена с недавно разработанным заводом, который, в отличие от других заводов по плавлению металлов, добавляет сегмент сверху вниз. Сегмент, таким образом, остается открытым, необходимое количество порошка уменьшается до минимума, и необходимая постобработка может быть выполнена в процессе печати. “Трудоемкая, обычно ручная доработка, которая необходима с текущими методами, например, сглаживание грубых поверхностей и удаление поддерживающих структур, больше не требуется и экономит дополнительное ценное время,” говорит Хаас.

Избирательное плавление на основе светодиодов (SLEDM) – т.е. целенаправленное плавление металлического порошка с использованием мощных светодиодных источников света – это название новой технологии, которую группа под руководством Франца Хааса, руководителя Института производственной инженерии Технического университета Граца, разработала для 3D-печати металлов и теперь подала заявку на патент. Эта технология похожа на избирательное лазерное плавление (SLM) и плавление электронным лучом (EBM), при котором металлический порошок плавится с помощью лазера или электронного луча и интегрируется в сегмент слой за слоем. Однако SLEDM решает две основные проблемы этих процессов производства на основе порошкового слоя: трудоемкое производство крупных металлических сегментов и трудоемкую ручную постобработку.

Дальнейшие планы и области применения

Демонстратор процесса SLEDM в настоящее время рассматривается в K-Project CAMed Медицинского университета Граца, где в октябре 2019 года был открыт первый исследовательский центр для клинической 3D-печати.

Следующий акцент сделан на устойчивой мобильности, а именно на производстве деталей, таких как биполярные пластины для топливных элементов или сегменты для батарейных систем. “Мы хотим сделать аддитивное производство с использованием SLEDM экономически жизнеспособным для электромобильности и позиционировать SLEDM в этой области исследований на раннем этапе,“ говорит Хаас, который создаст привлекательный прототип этого 3D-принтера — “сделанного TU Graz” — на следующем этапе развития: дальнейшее развитие в университетской среде.

Процесс SLEDM был разработан в рамках FoE “Мобильность и производство,“ который является одним из пяти научных исследовательских фокусов Технического университета Граца.

Читать далее:

• Топ 7 уникальных приложений для Android – май 2020
• Xiaomi возобновляет продажу Redmi Note 9 Pro в Индии
• Полезен ли трекер менструального цикла?

По материалам: 1, 2, 3