Prinsip logam percetakan laser 3d

Teknologi percetakan logam laser 3D, cabang utama pembuatan tambahan, bergantung pada rasuk laser tenaga yang tinggi - untuk mencairkan dan menguatkan lapisan bahan logam dengan lapisan, akhirnya mencipta bahagian pepejal dimensi tiga -. Teknologi ini pecah dengan logik "subtractive" pembuatan tradisional, sebaliknya membolehkan fabrikasi langsung struktur kompleks melalui pendekatan "aditif". Ia merangkumi integrasi canggih sains bahan dan teknologi optik.

Seluruh proses bermula dengan mengiris model digital. Komputer memecahkan reka bentuk 3D ke dalam siri 2D Cross - data keratan, yang membimbing setiap lapisan pencetak 3D. Pada permulaan percetakan, mekanisme penyebaran serbuk di dalam mesin mendepositkan lapisan seragam serbuk logam ke meja kerja. Ketebalan serbuk biasanya berkisar dari puluhan hingga beratus -ratus mikron, diselaraskan berdasarkan ketepatan bahagian yang diperlukan. Seterusnya, rasuk laser tenaga tinggi - secara selektif mengimbas permukaan serbuk berdasarkan data silang - lapisan semasa lapisan semasa. Di mana pun laser menyerang, serbuk logam menyerap tenaga dan cepat memanaskan di atas titik leburnya, membentuk kolam cair kecil.

Interaksi antara laser dan serbuk logam adalah penting untuk proses ini. Ketumpatan tenaga laser mesti dikawal dengan tepat untuk memastikan lebur serbuk yang lengkap untuk menjamin kualiti yang tinggi - membina, sementara juga mengelakkan tenaga yang berlebihan yang boleh menyebabkan penyejatan bahan atau spatter. Selepas rasuk laser melengkapkan imbasannya di sepanjang jalur pra -, kolam cair menyejukkan dan menguatkan dalam tempoh yang sangat singkat, membentuk lapisan logam pepejal yang sesuai dengan salib - bentuk seksyen lapisan itu. Kabil meja kemudian turun ketebalan lapisan, dan serbuk - peranti meletakkan mendeposit lapisan serbuk baru. Rasuk laser kemudian mengimbas kawasan keratan silang seterusnya -, di mana lapisan logam yang baru dibentuk tegas ikatan dengan lapisan sebelumnya. Kitaran ini berulang sehingga keseluruhan proses percetakan 3D selesai.

Kualiti ikatan interlayer secara langsung memberi kesan kepada prestasi keseluruhan bahagian. Semasa proses pengimbasan laser, logam yang baru cair bukan sahaja bersatu dengan serbuk lapisan semasa tetapi juga membentuk ikatan metalurgi dengan logam kukuh di bawahnya. Ini memerlukan tenaga laser untuk memanaskan permukaan lapisan logam yang mendasari, membolehkan penyebaran tahap atom - antara ia dan kolam yang baru cair. Ikatan metalurgi interlayer ini, yang berbeza dari pengumpulan fizikal yang mudah, adalah asas bagi sifat -sifat mekanikal bahagian dan penyumbang utama kepada kekuatan tinggi laser 3D - bahagian logam bercetak.

Untuk memastikan proses percetakan 3D logam yang stabil, keseluruhan sistem mesti beroperasi dalam persekitaran yang ketat. Kebanyakan bahan logam bertindak balas dengan mudah dengan oksigen dan nitrogen di udara pada suhu tinggi, membentuk kekotoran teroksida atau sebatian rapuh yang mempengaruhi kualiti bahagian. Oleh itu, ruang percetakan 3D biasanya diisi dengan gas lengai (seperti argon) untuk memastikan tahap oksigen sangat rendah. Sesetengah peralatan percetakan ketepatan - juga menggunakan persekitaran vakum untuk menghapuskan gangguan gas sepenuhnya.

Parameter laser seperti diameter tempat, kelajuan pengimbasan, dan ketumpatan kuasa mesti disesuaikan dengan ciri -ciri bahan logam. Sebagai contoh, aloi dengan titik lebur yang lebih tinggi memerlukan kuasa laser yang lebih tinggi, sementara bahan -bahan dengan kekonduksian terma yang baik memerlukan laluan pengimbasan yang diselaraskan untuk mencegah kehilangan haba yang berlebihan. Mengoptimumkan parameter ini dapat mengurangkan kecacatan seperti liang dan retak semasa percetakan 3D, meningkatkan ketumpatan bahagian dan keseragaman struktur.

Selepas percetakan 3D, serbuk tidak terkawal sering mematuhi permukaan bahagian, yang memerlukan pembersihan. Bahagian yang memerlukan ketepatan yang tinggi mungkin memerlukan rawatan atau pemesinan haba berikutnya untuk menghapuskan tekanan dalaman dan meningkatkan kekasaran permukaan. Walau bagaimanapun, berbanding pembuatan tradisional, percetakan laser 3D menghapuskan pembuatan acuan dan beberapa langkah pemesinan, menjadikan peralihan dari model digital ke bahagian fizikal lebih langsung. Prinsip pembuatan tambahan berasaskan laser - ini membolehkan reka bentuk dengan rongga kompleks dan struktur berongga, yang sukar dicapai dengan kaedah tradisional. Kawalan yang tepat dari rasuk laser memastikan ketepatan setiap lapisan, manakala lapisan - oleh - kaedah pengumpulan lapisan menyediakan fleksibiliti yang melampau dalam proses pembuatan. Dengan perkembangan teknologi, kestabilan kuasa sumber laser, keseragaman bahan serbuk, dan algoritma pengoptimuman untuk laluan pengimbasan terus bertambah baik, mempromosikan lagi aplikasi praktikal teknologi logam percetakan laser 3D dalam bidang perindustrian.