産業用具における金属3D印刷の実用的な原則は何ですか？

テクノロジーの中心：減算から添加剤の製造への製造の変化
の最も重要な部分メタル3D印刷金属製の成分を正確に正しい方法で下ろしています。これは、デジタルモデルによって直接行われます。これにより、製造業の典型的な「空白の処理アセンブリ」サイクルが完全に変わります。 Platinum BLT - S1500機器には、10レーザー同期スキャンシステムがあり、幅1.5メートルの形成チャンバーで最高の精度が1層あたり0.06mmで印刷されます。ワークフローには4つの主な手順があります。
デジタル形式のモデリングとスライス：CADソフトウェアを使用して3Dモデルを作成し、魔法のようなスライシングソフトウェアを使用して、読み取ることができるSTLファイルに変換します。材料の品質に応じて、層の厚さを0.02〜0.1 mmに設定します。
パウダーベッドの前処理：粉末拡散装置は、真空または不活性ガス環境でワークベンチに球状チタン合金粉末を均等に広げます。層の厚さは±5μm以内に制御されます。
高-エネルギービームでの選択的融解：レーザーガルバノメーターデバイスは、現在の層クロス-セクションを20m/sの速度で移動し、粉末を液体金属のプールに溶かします。マランゴニの対流は、金属がより密度が高くなり、固化するのに役立ちます。
層ごとに積み重ねる成形：ワークベンチは、1つの層の厚さによって下がり、堆積粉末、融解、固化のサイクルは、100％に近い密度のある金属物体が作られるまで繰り返されます。
物事を作るこの新しい方法により、材料の利用率は古い方法の10％〜20％から90％以上に引き上げられました。たとえば、GEの風力発電メインベアリングシートの3Dプリントバージョンは、鍛造部品よりも40％軽く、開発時間を18か月から3か月に削減します。 5つの主要な手順は、テクノロジーの点で互いに異なります。
現在、業界で使用されている金属3D印刷技術には、パウダーベッドの融解と方向性エネルギーの堆積という2つの主要なタイプがあります。彼らの技術的特徴とそれらが使用される可能性のある状況の観点から、それらの間には大きな区別があります。
1。粉末床を溶かす方法
選択的レーザー融解（SLM）：チタン合金、ニッケル-ベースの合金、および1000〜2000Wのパワーとダイナミックフォーカシングミラーを使用して幅0.05mmの場所を作るファイバーレーザーを備えた17-4PHステンレス鋼を切断できます。 Platinum Technologyのデュアルレーザーコラボレーションテクノロジーにより、印刷は200％高速になり、各コンポーネントで航空エンジンの燃料ノズルを65％削減するコストが削減されました。
電子ビーム選択融解（EBSM）は、30kWの電子ビームを使用して真空で動作し、8m/sの速度でスキャンする方法です。タンタルやタングステンなど、高い融点を持つ金属を扱うのに最適です。 Siemens Energyは、この技術を採用して核蒸気発電機チューブシートを製造しています。溶接の数を127から3に削減し、漏れの危険を90％低下させます。
ネット形成（レンズ）近くの指向エネルギー堆積方法レーザー：同軸粉末給餌システムは、直径45〜106μmの金属粉末をレーザー焦点領域に送り、勾配材料を作ります。この技術を使用して、Honeywellは、熱疲労に対して3倍耐性のあるTi6Al4V/Inconel 718 Bimetallic Turbineディスクを作成しました。
ARC添加剤製造（WAAM）：この方法では、MIG/TIG溶接アークを熱源として使用し、最大8 kg/hを堆積させることができ、大規模な構造部品を作るのに適しています。 CSIC 725によって作られた海洋推進シャフトの3D印刷技術は、材料コストを40％削減し、生産量を70％増加させています。
材料科学における大きな前進
金属3Dプリントの材料システムは、標準の合金から機能的およびスマートな合金に変化しています。
高-パフォーマンス合金の開発：Shagang Groupは、航空業界の需要に応じて、GTD222ニッケル-ベースの高-温度合金を作成しました。 650度の1200mPaの引張強度を持ち、これは典型的なGH4169材料よりも25％高くなっています。
マルチ-材料複合技術：粉末粒子のサイズ（45μmベースパウダーと15μmの精製粉末）を変更することにより、チタン合金の粒子サイズを50μmから10μmに減らすことができ、10℃以上の疲労寿命を与えます。
スマートマテリアルの使用：40〜80度の開口部を自動的に変更できる適応バルブを作成するには、形状メモリ合金粒子が316Lステンレス鋼に埋め込まれます。不正確さは±0.5度に保たれます。
産業{-グレードの使用への深い浸透
3つのHigh -末端工業地域は、金属3D印刷技術を多く使用しています。
航空宇宙：Airbus A350XWBプレーンには、構造を30％軽く、燃料効率を2％改善する3Dプリントチタン合金ブラケットがあります。 Rolls RoyceのUltrafan Engine Projectを使用して、3D印刷技術を使用して、コンプレッサーブレードの数を36から18に削減しました。
エネルギーツール：第4世代の原子力発電ハイ-温度ガス冷却炉蒸気蒸気発電機は、州の電力投資公社が作った蒸気発電機を使用しています。これにより、熱伝達効率は92％になり、従来の設計よりも8パーセントポイント高くなります。
BMWグループは、IX3電気自動車モデルで3Dプリントされたアルミニウム合金バッテリートレイを使用しています。これにより、車が12 kg軽くなり、NEDCの範囲が15 km増加しました。