1. סקירה של טכנולוגיית מתכת להדפסת תלת מימד
סינטר אבקת מתכת (SLM), המכונה לפעמים טכנולוגיית מתכת הדפסת תלת מימד, היא טכניקת ייצור חדשנית לפיה רכיבי מתכת מודפסים ישירות מאבקת מתכת. דיוק גבוה, יעילות רבה וחופש יצירתי רב יש בשפע כאשר שיטה זו עורמת חומרים שכבה אחר שכבה ליצירת חלקי מתכת מורכבים.
במהלך הדפסת מתכת תלת מימדית, מגרד מניח שכבה של אבקת מתכת על מצע הגליל היוצר וקרן לייזר ממיסה את האבקה באופן סלקטיבי בהתאם לפרופיל החתך של כל שכבה של החלק כדי לעבד את השכבה הנוכחית. מערכת ההרמה מורידה את גובהה של שכבת חתך אחת לאחר סיום שכבת סינטר אחת, ואז מניחה שכבה נוספת של אבקת מתכת כדי לחטא את השכבה הבאה. שכבה אחר שכבה תהליך זה נמשך עד שכל החלק מושחת. כל תהליך היצירה מתבצע בתא עיבוד שפונה או מלא בגז מגן כדי למנוע אינטראקציה של מתכת עם גזים אחרים בטמפרטורות גבוהות.
2. השוואה בין העמידות של מתכת יצוקה לבין עמידות מתכת מודפסת בתלת מימד
יעילות מכנית
בדרך כלל, לפריטי מתכת מודפסים בתלת מימד יש איכויות מכניות הדומות לאלו של מתכות מיוצרות. השליטה המדויקת של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד בחלוקת החומרים ובמבנה המיקרו מסייעת ליצור חפצי מתכת בעלי חוזק, קשיות ועמידות בפני שחיקה רבה. מצד שני, במהלך תהליך ההתמצקות, מתכות יצוקות נוטות לפגמים כולל נקבוביות ותכלילים שעלולים להשפיע על המאפיינים המכניים שלהן.
חירויות עיצוב
גמישות עיצובית קיצונית וטכנולוגיית הדפסה תלת מימדית יכולות ליצור צורות מסובכות להשגת טכניקות יציקה קונבנציונליות. באמצעות אופטימיזציה מבנית, חופש עיצוב זה עוזר לחלקי מתכת מודפסים בתלת-ממד להיות קלי משקל אך מבטיח חוזק. בתעשייה האווירית, למשל, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד עשויה למקסם את הבנייה של רכיבי מטוסים, ובכך להפחית משקל ולהגדיל את יעילות הטיסה תוך עמידה בתקני חוזק.
קצב השימוש בחומרים
שיטת הדפסת תלת מימד מתכת משתמשת בחומרים ממש טוב. מגבלות התבנית וגמישות החומר מביאות לכך שנוצרת פסולת רבה לאורך תהליך היציקה. על ידי הדפסה מדויקת בקנה אחד עם הצורה והגודל האמיתיים של החלקים, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מורידה באופן דרמטי את בזבוז החומר. יחד עם הורדת עלויות הייצור, הדבר מגביר את האפקטיביות של השימוש במשאבים.
התקדמות טכנולוגית לאחר עיבוד
בדרך כלל לאחר ההדפסה, חפצי מתכת מודפסים בתלת מימד זקוקים לעיבוד לאחר, כולל עיבוד מכני, ציפוי וטיפול בחום. שיטות לאחר עיבוד אלו עוזרות להגביר את עמידות החלק והחוסן אפילו יותר. בעוד יציקת חלקי מתכת היא די קלה בעיבוד לאחר, לעתים קרובות זה מאתגר להשיג את הדיוק והביצועים של חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד.
3.יתרונות וקשיים של הדפסת תלת מימד יתרון טכנולוגיות מתכת
באמצעות אופטימיזציה מבנית כדי למזער חומרים מיותרים, ומכאן הורדת משקל החלקים, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד יכולה להשיג עיצוב קל משקל.
טכנולוגיית הדפסת תלת מימד יכולה לייצר צורות מסובכות שקשה להגיע אליהן העונות על צרכים מסוימים שבאמצעותן טכניקות יציקה מסורתיות אינן יכולות לבצע.
דיוק גבוה ואיכות פני שטח טובה של חלקי מתכת מודפסים בתלת מימד עוזרים לספק את הצרכים של יישומים בעלי דיוק גבוה.
ייצור מהיר המתאפשר באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתאים לייצור אצווה קטנה ודרישות מותאמות.
בְּעָיָה
כיום, טכנולוגיות מתכת להדפסת תלת מימד יקרות למדי, מושפעות בעיקר מעלויות ציוד וחומרים.
הגבלות חומרים: ישנם מעט חומרים המשמשים בטכנולוגיית מתכת הדפסת תלת מימד, וחלקם מועדים לעיוותים ולסדקים במהלך פעולת ההדפסה.
הגבלת גודל: טכנולוגיית מתכת להדפסת תלת מימד אינה מתאימה לייצור חפצים בגודל גדול כעת בגלל לחץ חום.
טכנולוגיית מתכת להדפסה ב-4.3D: מארזים יישומיים
אזור תעופה וחלל
הדפסת תלת מימד מיושמת באופן נרחב בתחום התעופה והחלל לייצור רכיבי מנוע, חלקי מבנה של מטוסים ועוד. חלקים אלה זקוקים לא רק לחוזק ועמידות רבה אלא גם לאיכויות קלות משקל. באמצעות עיצוב מבני והפצת חומרים, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד עמדה ביעילות בקריטריונים אלה.
תחום ייצור הרכב
רכיבים בעלי צורה מורכבת לרבות ראשי צילינדר מנוע וסעפת יניקה מיוצרים בתחום ייצור הרכב באמצעות טכנולוגיות הדפסה תלת מימדיות. חלקים אלה זקוקים לא רק לביצועים ודיוק מעולים, אלא גם ליכולת ייצור מהירה. באמצעות שליטה מדויקת במיקרו-מבנה החומר, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מספקת ביעילות את הצרכים הללו.
מקצוע רפואי
טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מיושמת במגזר הרפואי לייצור שתלים ומדריכים כירורגיים. כלים אלה דורשים תאימות ביולוגית רבה ודיוק גבוה. באמצעות בקרת צורת וגודל חומר מדויקים, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד עמדה ביעילות בקריטריונים אלה.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-aluminum-led-radiator.html