Прошли те дни, когда 3D -принтеры были ограничены пластмасс и смолами - Today, 3D принтеры печатать металл с точностью, скорость, и универсальность, которая трансформирует отрасли промышленности. От аэрокосмических компонентов, которые необходимо выдерживать крайнюю тепло до медицинских имплантатов, адаптированных к телу пациента, Металлическая 3D -печать открывает двери для проектирования и применений. Традиционное производство не может соответствовать. Это руководство разбивает технологии ключевой металлической 3D -печати, Их реальный мир использует, Как выбрать правильный для вашего проекта, и что будет иметь в будущем - все, чтобы помочь вам принять обоснованные решения, Являетесь ли вы инженером, покупатель, или владелец бизнеса.
Ключевые металлические технологии 3D -печати: Как они работают и свои сильные стороны
Не все металлические методы 3D -печати одинаковы. Каждая технология имеет уникальные процессы, сильные стороны, и идеальное использование. Ниже подробный взгляд на самые популярные варианты, с реальными примерами, чтобы показать их в действии:
1. Прямая металлическая лазерная спекание (ДМЛС)
- Как это работает: DMLS использует мощный лазер для таяния и предохранителей мелких металлов. (как титан или нержавеющая сталь) слой по слою. Результатом являются части с Чрезвычайная точность (до 0,1 мм детали) и высокая плотность (почти 100%, Похоже на кованый металл).
- Идеально подходит для: Сложный, Детали с малым и среднем, которые нуждаются.
- Пример реального мира: Ведущая аэрокосмическая компания использует DMLS для печати форсунок топливных форсунок для реактивных двигателей. У форсунок есть крошечные, сложные каналы (Слишком мал для традиционного бурения) это повышает топливную эффективность 15%. Перед DMLS, Эти сопла взялись 3 недели, чтобы сделать; Теперь они готовы в 2 дни.
2. Электронный пучок таяния (EBM)
- Как это работает: EBM использует сфокусированный электронный луч (вместо лазера) чтобы растопить металлические порошки в вакууме. Эта вакуумная среда предотвращает окисление, Сделать его отличным для реактивных металлов, таких как титан. EBM также производит детали с Низкий остаточный стресс (менее вероятно, что со временем взломает) и быстрая скорость сборки.
- Идеально подходит для: Массовое производство средних и больших деталей и компонентов, которые должны справляться с напряжением, такие как конструкционные детали самолетов или промышленные передачи.
- Пример реального мира: Производитель медицинских устройств использует EBM для печати имплантатов бедра титана. Пористая поверхность имплантатов (Создано уникальным процессом плавления EBM) помогает кости превратиться в имплантат, снижение риска отказа. Компания сейчас производит 500+ имплантаты в месяц - познакомитесь с количеством, которое они сделали с традиционным литьем.
3. Селективное лазерное плавление (СЛМ)
- Как это работает: SLM похож на DMLS, но полностью плавит металлические порошки (Вместо того, чтобы просто спекать их), Создание деталей с превосходная механическая прочность. Он работает с целым рядом металлов, в том числе алюминий, никелевые сплавы, и инструментальная сталь, и работает в контролируемой атмосфере, чтобы избежать загрязнения.
- Идеально подходит для: Точные детали, которые требуют максимальной прочности, как компоненты автомобильного двигателя или высокопроизводительные инструменты.
- Пример реального мира: Гоночная команда использует SLM для печати тормозных суппортов алюминиевого сплава для своих гоночных автомобилей. Суппорты есть 30% легче, чем традиционные стальные (Улучшение скорости) и может противостоять температуре до 600 ° C (критическое для выступления в день гонки). В тестировании, Суппорты SLM длились в 2 ранее, чем литые алюминиевые версии.
4. Аддитивное производство (Вызов)
- Как это работает: WAAM использует электрическую дугу (как тот, который в сварке) В качестве источника тепла, чтобы растопить металлический провод, Затем сложен слой расплавленного металла слоем. Это быстро, Использование Высокое использование материала (до 95%, по сравнению с 60% Для обработки), и отлично подходит для больших частей.
- Идеально подходит для: Большой, прочные конструкции - посторонние компоненты корпуса корабля, суда давления, или строительные детали.
- Пример реального мира: Компания по строительству использует WAAM для печати больших стальных кронштейнов для корпусов кораблей. Ранее, Эти скобки были сделаны путем сварки нескольких меньших кусочков, который взял 5 дни и имели 10% скорость дефекта. С WAAM, Кроншеты напечатаны в 1 день, и недостатки 1%.
5. Клейкая струя (Металл)
- Как это работает: Эта технология распыляет специальный клей на слои металлического порошка, чтобы связать их вместе, Затем спекает часть при высоких температурах, чтобы слить порошок в твердый металл. Это отлично подходит для создания Легкие детали со сложными внутренними структурами (Как решетчатые дизайны) и имеет низкие затраты на оборудование.
- Ограничение: Части имеют более низкую плотность (вокруг 90%) чем SLM или EBM, Таким образом, они не идеальны для приложений с высоким уровнем стресса.
- Пример реального мира: Поставщик аэрокосмической промышленности использует клейкую струю для печати легких титановых кронштейнов для интерьеров самолетов. Кроншеты имеют ядро решетки, которое снижает вес на 40% (Снижение затрат на топливо для авиакомпаний) и есть 20% дешевле сделать, чем обработанные кронштейны.
Металлическое сравнение технологий 3D -печати: Таблица, управляемая данными
Чтобы помочь вам быстро сравнить ваши варианты, Вот разбивка ключевых метрик для каждой технологии, основанной на отраслевых данных и обратной связи с реальным пользователем:
Технология | Точность (Деталь) | Использование материалов | Скорость строительства | Идеальный размер детали | Расходы (Машина) | Лучше всего для отраслей |
ДМЛС | Высокий (0.1мм) | 80–90% | Середина | Маленький средний | \(100k– )500к | Аэрокосмическая, Медицинский |
EBM | Середина (0.2мм) | 85–95% | Быстрый | Средний большой | \(200k– )800к | Медицинский, Аэрокосмическая |
СЛМ | Очень высоко (0.05мм) | 90–98% | Средний пост | Маленький средний | \(150k– )600к | Автомобиль, Инструмент |
Вызов | Низкий (1мм) | 90–95% | Очень быстро | Большой | \(50k– )300к | Судостроение, Строительство |
Клейкая струя (Металл) | Середина (0.3мм) | 85–90% | Быстрый | Маленький средний | \(80k– )400к | Аэрокосмическая (Легкие части) |
Как выбрать правильную металлическую технологию 3D -печати
Выбор лучшей технологии для вашего проекта - это не только выбор «самой продвинутой» - это сопоставление ее с вашими потребностями. Вот четыре ключевых фактора, которые следует учитывать:
1. Частично сложность и точность
- Если у вашей части есть крошечные детали (Как медицинские темы имплантата) или сложные формы (Как каналы аэрокосмического топлива), идти с SLM или DMLS- Они предлагают самую высокую точность.
- Если ваша часть большая и простая (как судовой кронштейн), Вызов лучше - рецепт менее критична, и скорость Ваама экономит время.
- Пример: Стоматологическая лаборатория использует DMLS для печати пользовательских корон (который нуждается в точке 0,1 мм, чтобы соответствовать зубам). Строительная компания использует WAAM для печати стальных опорных балок (что просто должно быть сильным и большим).
2. Требования к силе и производительности
- Для частей, которые нуждаются в максимальной прочти (Как компоненты реактивного двигателя), SLM или EBM являются лучшими вариантами-они производят детали почти полной плотности.
- Для частей, которые не нуждаются в сверхвысокой силе (как легкие интерьетные кронштейны), клейкая струя работает и дешевле.
- Пример: Военный подрядчик использует SLM для печати брони (Нужно остановить снаряды), В то время как мебельная компания использует клейкую струю для печати металлических кадров кресла (Просто нужно иметь вес).
3. Бюджет затрат и производственная партия
- Для небольших партий (1–50 деталей) и ограниченные бюджеты, клей экономически эффективны-у них есть более низкие затраты на установку.
- Для больших партий (100+ части), EBM или WAAM Сэкономьте деньги в долгосрочной перспективе-их быстрые скорости сборки снижают расходы.
- Пример: Создание стартапа 20 Пользовательские датчики используют клей (расходы: \(500 за часть). Большой автопроизводитель 500 Части двигателя используют EBM (расходы: \)200 за часть).
4. Тип материала
- Различные технологии работают с разными металлами:
- Титан: EBM (Лучше всего избегать окисления) или SLM
- Алюминий: СЛМ (для точности) или waam (для больших частей)
- Нержавеющая сталь: DMLS или WAAM
- Пример: Медицинская компания использует EBM для титановых имплантатов, В то время как бренд кухонной посуды использует DMLS для ручек нож из нержавеющей стали.
Будущее металлической 3D -печати: Что дальше?
Как технологии достигают, 3D принтеры печатать металл еще более инновационными способами. Вот три тенденции, чтобы посмотреть:
- Более высокие скорости: Новые технологии лазерного и электронного луча имеют время настройки на 30–50%. Например, Новая машина EBM может напечатать большую аэрокосмическую часть в 8 часы, вниз от 16 часы.
- Более дешевые материалы: Переработанные металлические порошки становятся все более распространенными, снижение затрат на материалы 25%. Компания в Европе теперь производит порошок 3D -печати из старых деталей самолета.
- Большие размеры сборки: Разрабатываются машины WAAM с объемами сборки 5 мс 5 м., Открытие металлической 3D -печати для компонентов небоскреба или больших корпусов кораблей.
Просмотр технологии Yigu на 3D -принтеры печатать металл
В Yigu Technology, Мы видим 3D принтеры печатать металл Как краеугольный камень современного производства. Мы помогли клиентам в разных отраслях - от аэрокосмической до медицинской помощи - подключить правильную технологию: Совещание стоматологической лаборатории для использования DML для коронок, и верфи для использования валика для деталей корпуса. Мы также тестируем материалы, чтобы обеспечить их потребности, Как проверка алюминиевых деталей с печатью SLM для автомобильного использования. Поскольку затраты падают, а скорость растут, Металлическая 3D -печать станет доступной для большего количества предприятий, И мы рады помочь клиентам раскрыть свой потенциал - независимо от того, сокращает ли это время производства, Создание пользовательских дизайнов, или сокращение затрат. Наша цель - сделать металлическую 3D -печать простой и эффективной для каждого проекта.
Часто задаваемые вопросы:
- Q.: Металлические 3D -печатные детали столь же сильны, как традиционно сделанные детали?
А: Да - многое еще сильнее. SLM и EBM производят детали с плотностью 95–99% (Похоже на кованый металл), и тесты показывают, что они могут справиться с тем же или более стрессом. Например, Стальные части SLM имеют прочность на растяжение 800 МПа, по сравнению с 750 МПа для литой стали.
- Q.: Сколько стоит металлический 3D -принтер?
А: Это зависит от технологии. Клейтные машины начального уровня начинаются с \(80к, В то время как высокие стоимость машин SLM или EBM \)200k– (800к. Для малых предприятий, Есть также металлические услуги 3D -печати (Вы отправляете дизайн, Они печатают это) эта стоимость \)50- 500 долларов за часть, Машина не нужна.
- Q.: Can Metal 3D -принтеры печатайте с несколькими металлами в одной части?
А: Да, некоторые усовершенствованные DMLS и SLM-машины могут переключаться между металлическими порошками в середине печати. Например, Медицинское устройство может иметь ядро титана (сильный) и поверхность кобальт-хрома (биосовместимый). Это отлично подходит для деталей, которые нуждаются в нескольких свойствах, но это все еще редко и добавляет 20–30% к стоимости.