DMLS Вовед

Џек Лај Експерт за CNC обработка

Специјализирани за CNC глодање, CNC вртење, 3D печатење, уретанско лиење, брзо алатирање, обликување со инјектирање, лиење метал,


Што е DMLS

DMLS е кратенка од Direct Metal Laser Sintering, што е процес на производство на метални адитиви кои припаѓаат на 3D печатење со фузија на кревети во прав. Во процесот DMLS, ласерскиот систем ќе скенира и селективно ќе ги спои честичките од метален прав, ќе ги спои заедно за да изгради делови слој по слој. Материјалите што се користат во овој процес се метал од зрнеста форма. Овие материјали имаат променливи точки на топење, кои можат да се спојат на молекуларно ниво при покачени температури. DMLS технологијата се применува за производство на метални легури. Ќе го опишеме основниот механизам на процесот DMLS и неговите придобивки и ограничувања во оваа статија.

Како работи DMLS

Процес на производство на DMLS:

  1. Градежната комора е исполнета со вметнат гас како аргон, со цел да се минимизира оксидацијата на металниот прав при оптимална температура на зградата.
  2. Тенок слој од метален прав се шири над платформата за изградба, а потоа ласерскиот систем ќе го скенира пресекот на компонентата, топејќи или спојувајќи го металниот прав за да создаде нов слој. Како што се скенира целата област на моделот, крајните делови се целосно цврсти.
  3. Откако ќе заврши процесот на скенирање, платформата за градење ќе се движи надолу во дебелина на еден слој, а потоа повторно ќе обложи друг тенок слој од метален прав. Овој процес се повторува додека не заврши целиот дел.

Откако ќе заврши овој производствен процес, деловите се капсулираат во метален прав. Структурата за поддршка е создадена со ист материјал како и деловите, потребно е да се избегне искривување и изобличување при висока температура на обработка.

Потоа платформата за изградба ќе се олади на собна температура, а преостанатата метална моќност ќе се отстрани рачно. На печатените делови за една конструктивна платформа ќе им треба термичка обработка за да се ослободат преостанатите напрегања. Конечно се користи методот на сечење или обработка за одвојување на крајните компоненти.

Карактеристики на DMLS

Параметри на печатачот DMLS

Во DMLS, речиси сите параметри на процесот се поставени од производителот на машината. Висината на слојот во DMLS варира помеѓу 20 и 50 микрони, што зависи од својствата на металниот прав, како што се проточноста, дистрибуцијата на големината на моќноста, формите.

Типичната големина на системот DMLS е 250×150×150 mm точност на димензијата е приближно ± 0,1 mm. DMLS е широко тужен за производство на мали серии, бидејќи деловите секогаш се прикачени за да се градат платформи, тој е ограничен со областа за печатење во насока X и Y.

Металниот прав во DMLS може многу да се рециклира, се троши само помалку од 5%. По процесот на печатење, несинтеруваниот прав ќе се собере, просее и потоа ќе се наполни со свежи материјали за следното печатење. Единствениот отпад е структура за поддршка, што е клучно за успешно завршување на завршните делови. Ова драстично ќе ја зголеми количината на материјали и трошоците.

Адхезија на слој

Деловите DMLS имаат речиси изотропни механички и термички својства, има многу мала внатрешна порозност на цврста површина, порозноста е помала од 0,2 до 0,5% во како синтерувана состојба. По термичка обработка, ова ќе се намали на речиси нула. Деловите DMLS имаат супериорни механички својства и поголема цврстина, но тие се повеќе склони кон замор. Поради металниот прав имаат зрнеста форма, грубоста на површината на деловите DMLS е приближна од 6 до 10 микрони. Ова ја одредува и помалата јачина на замор на завршните делови.

Структура на поддршка и ориентација на дел

Структура за поддршка е потребно во DMLS процесот, поради високата температура на обработка.

Функции на структурата за поддршка на DMLS:

  1. Обезбедете соодветна платформа за следниот слој.
  2. Сидро делови за да се изгради плоча, со цел да се спречи искривување.
  3. Отстранете ја топлината од печатените делови како што се ладилници, контролирајте ја стапката на ладење со соодветна брзина.

Деловите DMLS треба да бидат ориентирани со агол за да се минимизира веројатноста за искривување и да се зголеми јачината во критичните насоки. Нема сомнеж дека ова ќе го зголеми времето за печатење, материјалниот отпад и вкупните трошоци. Искривувањето, исто така, може да се минимизира со рандомизирани обрасци на скенирање, тоа ќе го спречи преостанатиот стрес во одредени насоки, а исто така ќе додаде карактеристична текстура на површината.

Како висока цена на DMLS, симулациите се користат за предвидување на однесувањето на печатењето. Алгоритмите за оптимизација на топологијата може да се користат за да се максимизираат механичките перформанси и да се создадат лесни делови, да се минимизира потребата од структурата за поддршка и веројатноста за искривување.

Шупливи делови и лесна структура

DMLS не може да користи големи шупливи делови како тешко отстранување на потпорната структура. За внатрешни канали поголеми од пречник од 8 мм, препорачуваме да нанесете пресеци со дијаманти или капки наместо кружни, бидејќи овие карактеристики не бараат никакви потпорни структури.

Дизајнот на кожата и јадрата во DMLS е алтернатива на шупливите делови. Овој дизајн може да се обработи со различна ласерска пудра и брзина на скенирање, со цел да се создадат различни својства на материјалот. Овој процес е многу корисен за производство на големи цврсти делови, ќе го намали времето на печатење и веројатноста за искривување и ќе произведе делови со висока стабилност и одличен квалитет на површината.

Структурата на решетката е вообичаена стратегија во DMLS за намалување на тежината на делови, алгоритмите за оптимизација на топологијата можат да помогнат во дизајнирањето на органска форма со мала тежина.

Заеднички DMLS материјали

DMLS може да произведе различни делови од широк спектар на метални легури, вклучувајќи алуминиум, нерѓосувачки челик, титаниум, кобалт хром. Овие материјали ќе ги задоволат повеќето барања за индустриска примена. Цената на металниот прав е многу висока, затоа треба да ги минимизираме волуменот на деловите и структурата на поддршката.

Клучната сила на DMLS е неговата компатибилност со метални легури со висока јачина, како што се суперлегурите на никел или кобалт-хром, овие легури тешко се произведуваат со традиционални методи. Технологијата DMLS значително ќе заштеди трошоци и време, и може да се обработи пост-обработени до високи површини.

МатеријалКарактеристики
ПредностиНедостатоци
Алуминиумски легуриДобри механички и термички својства Мала густина Добра електрична спроводливостНиска цврстина
Нерѓосувачки челикВисока отпорност на абење Голема цврстина Добра еластичност и способност за заварување
Легури на титаниумОтпорност на корозијаОдличен сооднос сила-тежина Био-компатибилен
Суперлегури на кобалт-хромОдлична отпорност на абење и корозија Одлични својства Висока цврстина Био-компатибилен
Никел суперлегуриОдлични механички својства Висока отпорност на корозија Температурна отпорност на 1200℃
Благородни металиАпликација за накитНе е широко достапен

Обработка на пост

Различни технологии за пост-обработка се применуваат за да се подобрат својствата, точноста и изгледот на деловите DMLS. Задолжителните чекори по обработката вклучуваат отстранување на пудрата пудра, отстранување на структурата за поддршка, додека термичката обработка како термичко жарење се користи за да се ослободи од преостанатиот стрес и да се подобрат механичките својства. CNC обработка може да се примени за клучни карактеристики како што се дупки или нишки. Детонацијата на медиумите, позлата на метал, полирањето и микрообработката ќе го подобрат квалитетот на површината на деловите и јачината на замор.

Предности на DMLS & Ограничувања

Предности на DMLS:

  1. DMLS може да произведува прилагодени делови со сложени геометрии, кои традиционалниот производствен метод не може да ги произведе.
  2. Деловите за DMLS може да бидат тополошки оптимизирани за да се максимизираат перформансите и да се минимизира вкупната тежина.
  3. Деловите DMLS имаат одлични физички својства, достапните материјали вклучуваат суперлегиран метал, кој е тежок за обработка.

Ограничувања на DMLS:

  1. DMLS материјалот и трошоците за производство се многу високи, не е погоден за лесно производство со традиционални методи.
  2. Големината на конструкцијата на DMLS е ограничена, поради прецизни услови за производство и контрола на процесот.
  3. Потребно е прилагодување на дизајнот за да одговара на процесот DMLS.