Binder Jetting Uvod

Jack Lie Stručnjak za CNC mašinsku obradu

Specijalizirani za CNC glodanje, CNC tokarenje, 3D štampanje, lijevanje uretana, brzu obradu alata, brizganje, livenje metala,


Šta je Binder Jetting?

Binder Jetting je profesionalni aditivni proizvodni proces, u ovom procesu, vezivni materijali se selektivno nanose na sloj praha, kako bi se ove površine praha spojile i formirale čvrsti sloj u jednom trenutku. Materijali u prahu koji se obično koriste u vezivnom mlazu su metal i keramika. Binder Jetting se primjenjuje u različitim aplikacijama, uključujući prototipovi u punoj boji, jeftini metalni dijelovi. Trebalo bi razumjeti osnovnu mehaniku ovog procesa sa ključnim prednostima i ograničenjima, kako bismo u potpunosti iskoristili njegove kapacitete.

Kako radi ubrizgavanje veziva

Proces proizvodnje veziva:

  1. Tanak sloj pudera će se nanijeti na platformu za izgradnju.
  2. Ink-jet mlaznice će proći i taložiti vezivo na selektivno područje, kako bi se čestice praha povezale. Veličina kapi je skoro 80 mikrona. U punom kolor Binder Jetting-u, u ovom koraku treba nanijeti i mastilo u boji.
  3. Jednom kada se sloj učvrsti, platforma za izgradnju će se pomjeriti prema dolje s visinom sloja. Zatim će se na površinu nanijeti novi sloj praha. Ponavljajte ovaj korak dok cijeli dio ne bude gotov.
  4. Kada se završe, štampani delovi će biti ostavljeni da se stvrdnu i dobiju snagu u prahu. Nakon toga, dijelovi će biti izvađeni iz posude za prah i očišćeni zrakom pod pritiskom.

Za različite materijale potrebna je naknadna obrada. Dijelovi za mlaziranje metalnog veziva moraju biti sinterirani, obrađeni ili infiltrirani metalom niske temperature topljenja. Prototipovi u punoj boji su infiltrirani akrilom kako bi se poboljšao izgled boje. Nakon štampe, ovi dijelovi su u zelenom stanju sa lošim mehaničkim svojstvima i velikom poroznošću.

Karakteristike mlaznog veziva

Parametar štamparske mašine

Kod Binder Jetting, većinu parametara štampanja postavljaju proizvođači mašina. Tipična visina sloja za metalne dijelove je 50 mikrona i 100 mikrona za modele u punoj boji. Kako se Binder Jetting radi na sobnoj temperaturi, nema termičkog efekta dimenzionalnih izobličenja kao što je savijanje ili uvijanje. Binder Jetting može proizvesti najveću veličinu u poređenju sa drugim tehnologijama, takođe može proizvesti više delova u isto vreme. Zbog ograničenja naknadne obrade, preporučujemo da je maksimalna veličina ispod 50 mm.

Osim toga, Binder Jetting može raditi i bez potporna struktura, okolni puder će pružiti neophodnu potporu, što je slično SLS. Ovo može potaknuti slobodu stvaranja metalnih konstrukcija uz nekoliko geometrijskih ograničenja. Tačnost dimenzija može se postići u koraku postprocesa.

U procesu Binder Jetting, dijelovi nisu pričvršćeni za platformu za izradu. Tako da se može iskoristiti cijela građevinska površina, pogodnija je za proizvodnju male i srednje količine. Trebalo bi razmotriti efektni način popunjavanja cjelokupnog volumena izgradnje, kako bismo iskoristili njegove pune mogućnosti.

Ubrizgavanje veziva u punoj boji

Binder Jetting se široko primjenjuje za 3D dijelove u punoj boji, zbog svoje niske cijene. Dijelovi u punoj boji se uvijek štampaju PMMA prahom, glavni ispis prvo ispušta vezivo, dok sekundarna glava štampača mlazom mastilo u boji. Različite boje mastila mogu se kombinovati u različite nizove boja.

Nakon procesa štampe, površinu delova takođe treba premazati ljepilom ili infiltrantom, kako bismo poboljšali živost boje i poboljšali čvrstoću dijela. Zatim treba dodati sekundarni epoksidni sloj kako bi se dodatno poboljšala čvrstoća i izgled boje. Dijelovi za brizganje veziva u punoj boji su vrlo lomljivi, preporučujemo da ovi dijelovi nisu prikladni za funkcionalne primjene.

Metal Binder Jetting

Metal Binder Jetting je najekonomičniji proces 3D štampanja metala. Osim toga, može proizvesti dijelove velikih dimenzija bez potpornih struktura, što omogućava proizvodnju složenih geometrija. Metal Binder Jetting je najprivlačnija tehnologija za proizvodnju metala male i srednje količine. Zbog mehaničkih svojstava dijelova za mljevenje veziva, ovi dijelovi nisu prikladni za vrhunske primjene. Međutim, njihova svojstva materijala su jednaka metalnim dijelovima za brizganje.

Infiltracija i sinterovanje

Kao i kod metalnog veziva, štampani delovi se sastoje od metalnih čestica i polimernih materijala. Ove delove treba naknadno obraditi da bi dobili dobra mehanička svojstva nakon štampe, ovaj proces naknadne obrade uključuje infiltraciju i sinterovanje.

Infiltracija: Stavite štampane dijelove u peć, spalite vezivne materijale. Zatim se bronza koristi za infiltraciju šupljina kapilarnim djelovanjem, kako bi se dobili dijelovi niske poroznosti i dobre čvrstoće.

Sinterovanje: Stavite odštampane delove u peć na visokoj temperaturi, sagorejte vezivne materijale i sinterovane metalne čestice da se međusobno povežu, kako biste dobili delove sa veoma niskom poroznošću.

Karakteristike brizganja metalnog veziva

Tačnost i tolerancija teško je predvidjeti, što obično ovisi o modelu i geometriji. Dimenzije dijelova su kompenzirane za skupljanje pomoću softvera, ali neujednačeno skupljanje je problem. Naknadna obrada će također dovesti do netačnosti. Deformacija će se pojaviti kada se dijelovi zagriju na visoku temperaturu iu mekom stanju. Štaviše, do savijanja će doći kada se fikcija između ploče i površine dijela znatno poveća u skupljanju.

Sinterovani ili infiltrirani delovi za mlevenje veziva imaju unutrašnju poroznost, što će uticati na njihova konačna mehanička svojstva. Zbog stvaranja šupljina, čvrstoća na zamor, čvrstoća na lom i izduženje su jako pogođeni. Za primjenu s kritičnim mehaničkim performansama, preporučujemo DMLS. Međutim, dijelovi Binder Jetting imaju bolju hrapavost površine od DMLS-a, hrapavost površine je 6 mikrona nakon naknadne obrade, smanjujemo je na 3 mikrona peskarenjem.

Materijali za mljevenje veziva

Binder Jetting prah ima ograničen raspon materijala, sav nevezani prah se reciklira.

MaterijaliPrednostNedostatak
Nerđajući čelik (infiltriran)Dobra mehanička svojstva Može se mašinski obrađivati10% unutrašnja poroznost
Nerđajući čelik (sinterovani)Odlična mehanička svojstva Visoka otpornost na koroziju3% unutrašnja poroznost
Inconel legura (sinterovana)Odlična mehanička svojstva Odlična otpornost na temperaturu Visoka hemijska otpornost
Volfram karbid (sinterovani)Visoka tvrdoća

Prednosti ubrizgavanja veziva & Ograničenja

Prednosti ubrizgavanja veziva:

  1. Binder Jetting imaju manje troškove od DMLS-a.
  2. Binder Jetting može proizvesti velike dijelove složene geometrije.
  3. Odličan je za proizvodnju male ili srednje količine.

Ograničenja ubrizgavanja veziva:

  1. Dijelovi za mljevenje veziva imaju niža mehanička svojstva od DMLS dijelova.
  2. Binder Jetting ne može stvoriti vrlo fine detalje, jer su dijelovi u zelenom stanju vrlo lomljivi.
  3. Binder Jetting imaju ograničen izbor materijala.