مقایسه دقیق اصول و ویژگی های پنج نوع مختلف فناوری چاپ سه بعدی فلزی (قسمت دوم)

ذوب پرتو الکترونی(EBM)
 
ذوب انتخابی پرتو الکترونی (EBSM) اصل
مشابه زینترینگ انتخابی لیزری وذوب لیزری انتخابیفرآیندها، فناوری ذوب انتخابی پرتو الکترونی (EBSM) یک فناوری تولید سریع است که از پرتوهای الکترونی پر انرژی و با سرعت بالا برای بمباران انتخابی پودر فلز استفاده می‌کند و در نتیجه مواد پودری را ذوب و تشکیل می‌دهد.
فرآیند EBSM تکنولوژی به شرح زیر است: ابتدا یک لایه پودر را روی صفحه پخش پودر پخش کنید.سپس تحت کنترل کامپیوتری، پرتوهای الکترونی به طور انتخابی با توجه به اطلاعات پروفیل مقطع ذوب می شوند و پودر فلز با هم ذوب می شود، با قسمت تشکیل شده در زیر پیوند می شود و لایه به لایه روی هم انباشته می شود تا کل قسمت کاملاً کامل شود. ذوب شده؛در نهایت، پودر اضافی حذف می شود تا محصول سه بعدی مورد نظر حاصل شود.سیگنال اسکن بلادرنگ رایانه بالایی پس از تبدیل دیجیتال به آنالوگ و تقویت توان به یوغ انحراف منتقل می شود و پرتو الکترونی تحت تأثیر میدان مغناطیسی تولید شده توسط ولتاژ انحراف مربوطه منحرف می شود تا ذوب انتخابی حاصل شود. .پس از بیش از ده سال تحقیق، مشخص شد که برخی از پارامترهای فرآیند مانند جریان پرتو الکترونی، جریان متمرکز، زمان عمل، ضخامت پودر، ولتاژ شتاب دهنده و حالت اسکن در آزمایش‌های متعامد انجام می‌شوند.زمان اکشن بیشترین تأثیر را در شکل گیری دارد.
 
مزایایاز EBSM
فناوری شکل دهی مستقیم فلز پرتوی الکترونی از پرتوهای الکترونی پرانرژی به عنوان منبع حرارت پردازشی استفاده می کند.شکل دهی اسکن را می توان بدون اینرسی مکانیکی با دستکاری سیم پیچ انحراف مغناطیسی انجام داد و محیط خلاء پرتو الکترونی نیز می تواند از اکسید شدن پودر فلز در حین تف جوشی یا ذوب فاز مایع جلوگیری کند.در مقایسه با لیزر، پرتوهای الکترونی دارای مزایای استفاده از انرژی بالا، عمق عمل زیاد، نرخ جذب مواد بالا، پایداری و هزینه های عملیاتی و نگهداری کم است.از مزایای فناوری EBM می توان به راندمان شکل دهی بالا، تغییر شکل کم قطعه، عدم نیاز به پشتیبانی فلز در طول فرآیند شکل دهی، ریزساختار متراکم تر و غیره اشاره کرد.کنترل انحراف پرتو الکترونی و تمرکز سریعتر و حساس تر است.انحراف لیزر استفاده از آینه ارتعاشی را ضروری می کند و سرعت چرخش آینه ارتعاشی زمانی که لیزر با سرعت بالا اسکن می کند بسیار سریع است.هنگامی که قدرت لیزر افزایش می یابد، گالوانومتر به سیستم خنک کننده پیچیده تری نیاز دارد و وزن آن به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.در نتیجه هنگام استفاده از اسکن با توان بالاتر، سرعت اسکن لیزر محدود خواهد شد.هنگام اسکن یک محدوده بزرگ شکل دهی، تغییر فاصله کانونی لیزر نیز دشوار است.انحراف و تمرکز پرتو الکترونی توسط میدان مغناطیسی انجام می شود.انحراف و طول تمرکز پرتو الکترونی را می توان با تغییر شدت و جهت سیگنال الکتریکی به سرعت و با حساسیت کنترل کرد.سیستم تمرکز انحراف پرتو الکترونی توسط تبخیر فلز مختل نخواهد شد.هنگام ذوب فلز با لیزر و پرتوهای الکترونی، بخار فلز در سراسر فضای شکل‌دهی پخش می‌شود و سطح هر جسمی را که در تماس با یک لایه فلزی است، می‌پوشاند.انحراف و تمرکز پرتوهای الکترونی همه در یک میدان مغناطیسی انجام می شود، بنابراین تبخیر فلز بر آنها تأثیر نمی گذارد.دستگاه های نوری مانند گالوانومترهای لیزری به راحتی توسط تبخیر آلوده می شوند.

لیزر منتال گواهی(LMD)
رسوب فلز لیزری (LMD) برای اولین بار توسط آزمایشگاه ملی Sandia در ایالات متحده در دهه 1990 پیشنهاد شد و سپس به طور متوالی در بسیاری از نقاط جهان توسعه یافت.از آنجایی که بسیاری از دانشگاه ها و مؤسسات به طور مستقل تحقیقات انجام می دهند، این فناوری نام های بسیاری دارد، اگرچه نام ها یکسان نیستند، اما اصول آنها اساساً یکسان است.در طی فرآیند قالب‌گیری، پودر از طریق نازل روی صفحه کار جمع‌آوری می‌شود و پرتو لیزر نیز تا این نقطه جمع می‌شود و نقاط عمل پودر و نور بر هم منطبق می‌شوند و با حرکت در میز کار، روکش انباشته شده به دست می‌آید. یا نازل

تکنولوژی لنز از لیزرهای کلاس کیلووات استفاده می کند.با توجه به نقطه فوکوس لیزری بزرگ، معمولاً بیش از 1 میلی متر، اگرچه می توان عناصر فلزی متراکم با پیوند متالورژیکی به دست آورد، دقت ابعادی و پرداخت سطحی آنها خیلی خوب نیست و قبل از استفاده نیاز به ماشینکاری بیشتر است.روکش لیزری یک فرآیند پیچیده متالورژیکی فیزیکی و شیمیایی است و پارامترهای فرآیند روکش کاری تاثیر زیادی بر کیفیت قطعات روکش دار دارند.پارامترهای فرآیند در روکش لیزری عمدتاً شامل توان لیزر، قطر نقطه، مقدار تمرکززدایی، سرعت تغذیه پودر، سرعت اسکن، دمای حوضچه مذاب و غیره است که تاثیر زیادی بر میزان رقت، ترک، زبری سطح و فشردگی قطعات روکش دار دارد. .در عین حال، هر یک از پارامترها نیز روی یکدیگر تأثیر می‌گذارند که فرآیند بسیار پیچیده‌ای است.روش‌های کنترلی مناسب باید برای کنترل عوامل تأثیرگذار مختلف در محدوده مجاز فرآیند روکش‌کاری اتخاذ شود.
 
مستقیملیزر فلزی اسبینing(DMLS)
 
معمولا دو روش برایSLSبرای ساخت قطعات فلزی، یکی از روش های غیرمستقیم است، یعنی SLS پودر فلزی با پوشش پلیمری.روش دیگر روش مستقیم، یعنی زینترینگ لیزری مستقیم فلزات (DMLS) است. از آنجایی که تحقیق در مورد تف جوشی مستقیم با لیزر پودر فلز در دانشگاه Chatofci در Leuvne در سال 1991 انجام شد، زینترینگ مستقیم پودر فلز برای تشکیل قطعات سه بعدی فرآیند SLS یکی از اهداف نهایی نمونه سازی سریع است.در مقایسه با فناوری SLS غیرمستقیم، مزیت اصلی فرآیند DMLS حذف مراحل پرهزینه و زمان بر فرآیند قبل و بعد از درمان است.
 
امکانات از DMLS
به عنوان شاخه ای از فناوری SLS، فناوری DMLS اساساً همان اصل را دارد.با این حال، شکل دادن دقیق قطعات فلزی با اشکال پیچیده توسط فناوری DMLS دشوار است.در تجزیه و تحلیل نهایی، عمدتاً به دلیل اثر "کره ای شدن" و تغییر شکل تف جوشی پودر فلز در DMLS است.کروی شدن پدیده ای است که در آن شکل سطح مایع فلز مذاب به یک سطح کروی تحت کشش سطحی بین فلز مایع و محیط اطراف تبدیل می شود تا سیستم متشکل از سطح مایع فلز مذاب و سطح محیط اطراف با حداقل انرژی آزاد.کروی شدن باعث می شود که پودر فلز پس از ذوب نتواند جامد شود و یک حوضچه مذاب پیوسته و صاف ایجاد کند، بنابراین قطعات تشکیل شده شل و متخلخل هستند و در نتیجه قالب گیری شکست می خورد.با توجه به ویسکوزیته نسبتاً بالا پودر فلز تک جزئی در مرحله تف جوشی فاز مایع، اثر "کره ای شدن" به ویژه جدی است و قطر کروی اغلب بزرگتر از قطر ذرات پودر است که منجر به تعداد زیادی از ذرات می شود. منافذ در قسمت های متخلخل.بنابراین، DMLS پودر فلز تک جزئی دارای عیوب فرآیند آشکار است، و اغلب نیاز به درمان بعدی دارد، نه به معنای واقعی "سینترینگ مستقیم".
 
به منظور غلبه بر پدیده "کروی شدن" پودر فلز تک جزئی DMLS و عیوب فرآیند ناشی از آن مانند تغییر شکل تف جوشی و چگالی سست، می توان به طور کلی با استفاده از پودرهای فلزی چند جزئی با نقاط ذوب مختلف یا استفاده از پودرهای پیش آلیاژی به آن دست یافت. .سیستم پودر فلز چند جزئی به طور کلی از فلزات با نقطه ذوب بالا، فلزات با نقطه ذوب پایین و برخی عناصر اضافه شده تشکیل شده است.پودر فلز با نقطه ذوب بالا به عنوان فلز اسکلت می تواند هسته جامد خود را در DMLS حفظ کند.پودر فلز با نقطه ذوب پایین به عنوان یک فلز اتصال دهنده استفاده می شود که در DMLS ذوب می شود تا یک فاز مایع تشکیل شود و فاز مایع حاصل، ذرات فلز فاز جامد را برای دستیابی به چگالی تف جوشی پوشش داده، خیس کرده و پیوند می دهد.
 
به عنوان یک شرکت پیشرو در چینخدمات پرینت سه بعدیصنعت،JSADDسه بعدی قصد اصلی خود را فراموش نمی کند، سرمایه گذاری را افزایش می دهد، نوآوری می کند و فناوری های بیشتری را توسعه می دهد و معتقد است که تجربه چاپ سه بعدی جدیدی را برای عموم به ارمغان خواهد آورد.
 
مشارکت کننده: سامی