Etorkizuna hautsean

Suediako VBN Components konpainiak altzairuzko produktuak ekoizten ditu gehigarrien teknologiak erabiliz hautsa gehigarriekin, batez ere, zulagailuak eta fresak bezalako tresnak. 3D inprimatzeko teknologiak forjatzeko eta mekanizatu beharra ezabatzen du, lehengaien kontsumoa murrizten du eta azken erabiltzaileei kalitate handiko materialen aukera zabalagoa eskaintzen die.

VBN osagaien eskaintzak barne hartzen ditu, adibidez. Vibenita 290Suediako konpainiaren arabera, munduko altzairurik gogorrena da (72 HRC). Vibenite 290 sortzeko prozesua materialen gogortasuna pixkanaka handitzea da. Nahi diren piezak lehengai honetatik inprimatuta daudenean, ez da ehoketa edo elektroerosia baino beste prozesamendurik behar. Ez da ebaki, fresatu edo zulatzerik behar. Horrela, konpainiak 200 x 200 x 380 mm-ko neurriak dituzten piezak sortzen ditu, eta horien geometria ezin da ekoitzi beste fabrikazio-teknologien bidez.

Altzairua ez da beti behar. HRL Laborategietako ikerketa talde batek 3D inprimatzeko irtenbide bat garatu du. aluminiozko aleazioak indar handikoa. Deitzen da metodo nanofuntzionala. Besterik gabe, teknika berria 3D inprimagailu bati hauts nanofuntzional bereziak aplikatzean datza, gero "sinterizatzen" diren laser geruza mehe batekin, eta horrek hiru dimentsioko objektu bat hazten du. Urtzean eta solidotzean, sortzen diren egiturak ez dira suntsitzen eta indar osoa mantentzen dute aleazioaren mikroegituraren nukleazio zentro gisa jarduten duten nanopartikulek.

Erresistentzia handiko aleazioak, hala nola, aluminioa, oso erabiliak dira industria astunean, hegazkingintzan (adibidez, fuselajean) teknologian eta automobilgintzako piezetan. Nanofuntzionalizazioaren teknologia berriak indar handia ez ezik, hainbat forma eta tamaina ere ematen dizkie.

Batuketa kendu beharrean

Metalak lantzeko metodo tradizionaletan, hondakin-materiala mekanizatuz kentzen da. Gehigarrizko prozesuak alderantziz funtzionatzen du: material kopuru txiki baten ondoz ondoko geruzak aplikatzean eta gehitzean datza, eredu digital batean oinarrituta ia edozein formatako XNUMXD zatiak sortuz.

Teknika hori dagoeneko oso erabilia bada ere bai prototipoak egiteko, bai modeloak galdaketarako, zuzenean erabiltzea zaila izan da merkatura zuzendutako ondasunen edo gailuen ekoizpenean, eraginkortasun txikia eta materialaren propietate desegokiak direla eta. Dena den, egoera hori pixkanaka aldatzen ari da mundu osoko zentro askotan ikertzaileen lanari esker.

Esperimentazio zorrotzaren bidez, XNUMXD inprimaketaren bi teknologia nagusiak hobetu dira: metalaren laser deposizioa (LMD) i laser urtze selektiboa (ULM). Laser teknologiak xehetasun finak zehaztasunez sortzea eta gainazaleko kalitate ona lortzea ahalbidetzen du, eta hori ezinezkoa da 50D elektroi izpiaren inprimaketarekin (EBM). SLMn, laser izpiaren puntua materialaren hautsera zuzentzen da, tokian tokiko eredu jakin baten arabera soldatuz, 250 eta 3 mikra arteko zehaztasunarekin. Bestalde, LMD-k laser bat erabiltzen du hautsa prozesatzeko XNUMXD egitura autosostengatzaileak sortzeko.

Metodo hauek oso itxaropentsuak direla frogatu dute hegazkinen piezak sortzeko. eta, bereziki, metalaren laser bidezko deposizioak osagai aeroespazialen diseinu-aukerak zabaltzen ditu. Barne egitura konplexuak eta iraganean posible ez ziren gradienteak dituzten materialez egin daitezke. Gainera, bi laser teknologiak geometria konplexuko produktuak sortzea eta produktuen funtzionaltasun hedatua lortzeko aukera ematen dute aleazio sorta zabaletik.

Iragan irailean, Airbusek bere A350 XWB ekoizpena inprimaketa gehigarriz hornitu zuela iragarri zuen. titaniozko euskarria, Arconic-ek fabrikatua. Hau ez da amaiera, Arconic-ek Airbusekin duen kontratuak titanio-nikel hautsetik 3D inprimatzea aurreikusten duelako. gorputz atalak i propultsio-sistema. Hala ere, kontuan izan behar da Arconic-ek ez duela laser teknologia erabiltzen, EBM arku elektronikoaren bertsio hobetua baizik.

Litekeena da metalgintzako gehigarrien teknologiak garatzeko mugarrietako bat 2017ko udazkenean Holandako Damen Shipyards Group-en egoitzan aurkeztutako lehen prototipoa izatea. itsasontziko helizea izena duen metal aleazioa VAAMpeller. Proba egokiak egin ondoren, gehienak dagoeneko eginak, modeloak ontzietan erabiltzeko onarpena izateko aukera du.

Metalgintzako teknologiaren etorkizuna altzairu herdoilgaitzezko hautsetan edo aleazio-osagaietan dagoenez, merezi du merkatu honetako eragile nagusiak ezagutzea. 2017ko azaroan argitaratutako "Additive Manufacturing Metal Powder Market Report"-aren arabera, 3D inprimatzeko hauts metalikoen fabrikatzaile garrantzitsuenak hauek dira: GKN, Hitachi Chemical, Rio Tinto, ATI Powder Metals, Praxair, Arconic, Sandvik AB, Renishaw, Höganäs AB. , Metaldyne Performance Group, BÖHLER Edelstahl, Carpenter Technology Corporation, Aubert & Duval.

Helizearen inprimaketa WAAMpeller

Fase likidoa

Gaur egun, metal gehigarrien teknologia ezagunenak hautsak (horrela sortzen da aipatutako vibenita) erabiltzean oinarritzen dira, "sinterizatuak" eta laser bidez fusionatuak hasierako materialak behar dituen tenperatura altuetan. Hala ere, kontzeptu berriak sortzen ari dira. Pekineko Txinako Zientzia Akademiako Ingeniaritza Kriobiomedikoko Laborategiko ikertzaileek metodo bat garatu dute 3D inprimaketa "tintarekin", giro-tenperatura apur bat goragoko urtze-puntua duen aleazio metaliko batez osatua. Science China Technological Sciences aldizkarian argitaratutako ikerketa batean, Liu Jing eta Wang Lei ikertzaileek galio, bismuto edo indioan oinarritutako aleazioen fase likidoan inprimatzeko teknika bat frogatzen dute nanopartikulak gehituta.

Metalezko prototipo tradizionalen metodoekin alderatuta, fase likidoko 3D inprimaketak hainbat abantaila garrantzitsu ditu. Lehenik eta behin, hiru dimentsioko egituren fabrikazio-tasa nahiko altua lor daiteke. Gainera, hemen malgutasun handiagoz doi ditzakezu hozgarriaren tenperatura eta emaria. Gainera, metal eroale likidoa material ez-metalikoekin konbinatuta erabil daiteke (adibidez, plastikoak), eta horrek osagai konplexuen diseinu-aukerak zabaltzen ditu.

American Northwestern University-ko zientzialariek metalezko 3D inprimatzeko teknika berri bat ere garatu dute, lehen ezagutzen zena baino merkeagoa eta konplexuagoa dena. Metal hauts, laser edo elektroi izpien ordez, erabiltzen du ohiko labea i material likidoa. Horrez gain, metodoak ondo funtzionatzen du hainbat metal, aleazio, konposatu eta oxidoetarako. Plastikoekin ezagutzen dugun toberaren zigiluaren antzekoa da. "Tinta" elastomero bat gehituz substantzia berezi batean disolbatutako metal hauts batez osatuta dago. Aplikazioaren unean, giro-tenperaturan dago. Horren ondoren, toberatik aplikatutako material-geruza aurreko geruzekin sinterizatzen da labean sortutako tenperatura altuan. Teknika Advanced Functional Materials aldizkari espezializatuan deskribatzen da.

Txinako metal likidoaren fasea inprimatzeko metodoa

2016an, Harvardeko ikertzaileek XNUMXD egitura metalikoak sor ditzakeen beste metodo bat aurkeztu zuten. "airean" inprimatuta. Harvard Unibertsitateak 3D inprimagailu bat sortu du, beste batzuk ez bezala, ez ditu objektuak geruzaz geruza sortzen, baizik eta egitura konplexuak "airean" sortzen dituena, berehala izoztuta dagoen metaletik. John A. Paulson Ingeniaritza eta Zientzia Aplikatuen Eskolan garatutako gailuak objektuak inprimatzen ditu zilarrezko nanopartikulak erabiliz. Fokatutako laserrak materiala berotzen du eta fusionatzen du, hainbat egitura sortuz, hala nola helize bat.

Doitasun handiko 3D inprimatutako kontsumo-produktuen merkatuaren eskaria azkar hazten ari da, hala nola, inplante medikoak eta hegazkin-motorren piezak. Eta produktuen datuak beste batzuekin parteka daitezkeenez, mundu osoko enpresek, hauts metalikorako eta 3D inprimagailu egokirako sarbidea badute, logistika eta inbentario kostuak murrizteko lan egin dezakete. Jakina denez, deskribatutako teknologiek asko errazten dute geometria konplexuko metalezko piezak fabrikatzea, produkzio-teknologi tradizionalen aurretik. Aplikazio espezializatuen garapenak prezio txikiagoak eta ohiko aplikazioetan ere 3D inprimaketa erabiltzeko irekitasuna ekarriko du.

Suediako altzairu gogorrena - 3D inprimatzeko:

Munduko altzairurik gogorrena - Uppsalan, Suedian, egina

Inprimatzeko aluminiozko filma: 

Aurrerapena metalurgian: erresistentzia handiko aluminioaren 3D inprimaketa