EN
Umræðan um gæði 3D-prentuðra eða með metaliðju mynduðra titánhluta snýst um stillingar prentara, ljaserstillingar eða sinterunarfylgni. Þó svo sé til grundvallarþáttur sem ákvarðar allt annað: lögun þátta í rými (eða rýmisform). Þetta er upphafspunkturinn sem áhrifar alls annars. Tökum dæmi um brauðbakstur. Jafnvel ef þú átt bestu ofninn, munuðu ekki ná samhverfum gæðum í skurði með hveiti sem er klumpugt og óreglulegt. Sama gildir um framleiðslu hluta úr titánrými; lögun minni þátta hefur mikla og varanlega áhrif á hlutinn og yfirborðsgæði hans.
Greining á rýmisformi
Þegar talað er um rýmisform er átt við samsetningu á margföldum eiginleikum þátta í rými. Sumir helstu eiginleikarnir eru:
Lögun þátta (Kúlulaga form): Eru þættirnir í rýminu fullkomnir kúlulaga, eða potatolaga (óreglulegir), eða eitthvað á milli?
Yfirborðsástand: Er yfirborð hvers þremmudýpsdeilis jafnt eða er það ójafnt og gagnrýnilegt?
Innri gagnrýnileiki: Inniheldur deilin innri tómru rými eða einhverja innri mikrobyggingu?
Það eru aðferðir til að ákvarða ofangreindar eiginleika, eftir því hvaða aðferð er notuð við framleiðslu þremmudýpsdeilisins. Fyrir háþróaðar forrit í loft- og rúmfræði-, lyfja- og bílagerðarsviðinu eru valin aðferðir gasatömylun og plösmubasið sferóíðun (t.d. DH-S® ferlið). Þessar aðferðir eru hannaðar og stilltar þannig að framleiða þremmudýpsdeilis sem eru ætlaðir að vera mjög kúlulaga og mjög jafnir, sem er meðvitað val fyrir háþróaðar forrit og ekki tilviljun.
Bein tengsl milli myndunar þremmudýpsdeilisins og lokulegrar metallbyggingar
Ferlið frá þremmudýpsdeilisbeygi til lokaþétts, fasts metallhlutar felur í sér smeltu og sameiningu. Myndun þremmudýpsdeilisins ákvarðar hvernig þremmudýpsdeilinum raðast saman og hvernig smeltu- og sameiningarferlinu eiga sér stað.
Yfirráði kúlulaga myndar
Það er mjög augljóst ástæða fyrir notkun kúlulaga hnit, því þeir hegða sér eins og litlir kúlulagir lyklar og hreyfing þeirra er án rafmagns. Þetta leidir til mikilla flæðisfærni þeirra, sem framlengir myndun jafnaðs og þéttu rýmis í rýmdum eins og Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Þegar nýbyggt rým er samsett úr jafnstórum kúlulögu hnitum og þegar þétt rým er jafndreift, aukast jafnheitin á því hvernig rýmið er smelt. Þetta þýðir að magn innri gaggheita í lokið hlutum minnkar. Einungis einn óvinur er til fyrir metallúrgíu og virkni hluta, og það eru mælanlegar loftþurrðir sem eru föstnar í metallbyggingu hlutanna. Þessar þurrðir virka sem veikar staðir þar sem sprungur myndast, og þéttari byggingar bæta mekanískar eiginleika. Að hámarka kúlulaga lögun minnkar beint gaggheitu, sem leidir til betri tögröð, betri mótsögn gegn þurrkun og almennt betri spáan um afstaða við uppbyggingarhleðslur. Hnit með óreglulegri lögun, hins vegar, packa illa og mynda fleiri þurrðir sem að lokum verða gallar í framleiddum hlutum.
Áhrif yfirborðs og uppbyggingar
Yfirborð rafmagnsdeilis og eiginleikar sjálfrar deilis, svo sem innri gaggheit, hafa einnig áhrif á smeltun deilis. Innföngin gas og óhreinindi geta leitt til litla galla við smeltun, en sumir aðferðir til framleiðslu rafmagnsdeilis geta valdið myndun holra deilis eða þeirra sem hafa innri tóma rými (eða „satellíta“, þar sem litlir deilir festast við stærri). Við smeltun þessara deilis getur gasið flæst út og skapað tóma rými í stífnaða hlutinn. Því geta deilir með jafnt yfirborð og innri uppbyggingu sem er þétt, jöfn og frjáls við tóma rými gefið hlutum hæsta mögulega þéttleika og mekaníska heild. Framþróaðar fyrirtæki sem framleiða deilis leggja mikla áherslu á að leysa þessar áskoranir til að varðveita heild og uppbyggingu deilisins.
Straumur, þéttleiki og rafmagnsdeilis áhrif
Áhrif myndfræðinnar fara út fyrir yfirborðið á smeltidýpinni og hafa áhrif á alla framleiðsluferlið, ásamt minna yfirborðskenndum eiginleikum.
Samhverf vinnslu
Sem áður sagði, mun rúmmálshreinur af kúlulaga lögun flæða jafnt og áreiðanlega. Þetta er nauðsynlegt fyrir sjálfvirkar AM- eða MIM-framleiðsluferla. Rúmmálshreinulag sem er jafnt dreift í AM-byggingu eða jafnt dreift í hverri moldgöngu fyrir MIM. Þessi samhverfa er það sem gerir kleift að ná sömu mekanísku eiginleikum í hverjum hluta í hverjum skipti. Þessi samhverfa aukar einnig framleiðsluárangur og er mikilvæg hluti af því að fara frá prófunarmyndun til fullorðinnar framleiðslu.
Ytra líkan
Fyrstu lögum hlutar eru mynduð beint á rýmipulveri. Pulverið í rýminu áhrifar beint yfirborðsgrófleika hlutarins. Rýmipulver af jafnri kúlulaga lögun mun gefa upp yfirborð sem er jafnt og fínt. Þetta er mikilvægt fyrir lyfjafræðilega innbyggingar þar sem jafnari yfirborð hjálpa við líkamsþol. Jafnt yfirborð er einnig mikilvægt fyrir hluti sem tengjast flæðisfræði þar sem gróft yfirborð mun auka drag. Auk þess gæti verið hægt að nota ódýrari eftirvinnslu, svo sem snið- eða polishing.
Fyrirheit mismunandi tegunda pulvera í lögun: Frá 3C-vörum til lyfjafræðilegra innbygginga
Þeir þeóretísku kostir sem tengjast yfirleitandi rýndri mynd á rafmagnsdeilum birta raunverulega gagn í fjölda mismunandi atvinnugreina. Í 3C (tölva, samskipti og neytendaelectronics) þurfa framleiðendur hluta sem eru sterkir og léttir. Með fínum, mjög kúlulaga títaníumdeilum er hægt að framleiða flókna uppbyggingu með þunnveggja högg, svo sem hengi og festihorn. Þessir hlutir birta frábæran afrekshátt og styrk-til-þyngdahlutfall. Fyrir lyfjauppsprettur í líkamanum, svo sem beinplötur og uppsprettur fyrir hálsbeinssvæðið, eru kröfurnar enn meira strangar. Samsetningin af háum kúlulagningu og sléttum, hreinum yfirborðum er mikilvæg. Þessi mynd á deilum veitir uppsprettunni nægan styrk til að standa á við líkamlega álag og yfirborð sem er líkamsvinnt og styður sameiningu.
Yfir afrekshátt
Efnahags- og sjálfbærnisárangurinn sem felst í investeringu í rafmagnsþétta döggvismyndun er jafn mikilvægur og náður toppaðrar afkvæmi. Döggvismyndun með betri flæði og þéttleika spara bæði tíma og peninga með því að minkka efnafrumsjáð á markvörðu hátt í prent- og myndunarferlum. Slík árangursríkni er merki um hringlaga framleiðsluferli. Margir af framþróunarríkustu döggvismyndunarframleiðendum hafa byrjað að hugsa á þennan hátt frá efsta stigi og nota nú endurvinningsefni sem hlut af framleiðslu sinni. Dæmi um þetta er KYHE, sem hefur fengið GRS-skilgreiningu. Þeir geta framleitt döggvismyndun með háum kúlulaga formi úr endurvinnum efnum, með endurvinningshlutfall efna yfir 95%. Þetta gefur viðskiptavönum tækifæri til að kaupa döggvismyndun með háum afkvæmi á meðan þeir styðja einnig sjálfbærni og lágkolíska framleiðslu.
Lokaskoðun: Strategíska fyrsta skrefið
Þegar ákvarðað er hvaða mekanísku eiginleika eru bestir fyrir titánhluti sem hafa verið framleiddir með viðbótaraðferðum (additive manufacturing), ætti form og eiginleika rýmisþéttni málmhringsins að vera á fremsta sæti í huga, ekki bara sem smáatriði. Það er fyrsta og mikilvægasta ákvörðunin sem áhrifar þéttleika hlutarins, styrks, yfirborðsútlits og framleiðsluárangurs. Því er val á rýmisþéttni-aðila ekki bara kaupákvörðun; það er upphaf tæknilegrar samstarfsverkefna. Bestu aðilarnir takast ekki við að selja rýmisþéttni einungis. Þeir bjóða upp á fullkomna verkfræðilega efnilausn, sem kynnhverfað er með stjórnuðu formi rýmisþéttni, háum kúlulaga eiginleikum, jafnu yfirborði og lágri innri gaggheitu, sem er niðurstaða verksmiðju- og einkaleyfðra framleiðsluaðferða, eins og DH-S® kúlulagunarferð. Með því að leggja áherslu á form og eiginleika rýmisþéttni styrkir maður grunninn fyrir lokaproduktið og tryggir að það mun virka áreiðanlega frá kjarna sinni.
