Giới thiệu về In 3D Kim loại

Ngày tạo: 19/10/2020 3:15:51 CH

In 3D kim loại, hoặc gia công đắp lớp kim loại, sẵn sàng thúc đẩy ngành công nghiệp in 3D trong thập kỷ tới. Nó không chỉ thu hút sự chú ý từ các nhà lãnh đạo ngành, tập đoàn và chính phủ mà còn nhận thấy rất nhiều đầu tư, đổi mới và nghiên cứu.

 

Với việc phát minh ra các công nghệ mới, phát triển và nâng cao chất lượng vật liệu mới, cũng như cải tiến và nâng cao liên tục trong các giải pháp phần mềm hỗ trợ ngay từ khâu thiết kế, xây dựng chuẩn bị, giám sát, lập lịch trình và hậu xử lý.

Tất cả những cải tiến này đang dẫn đầu quá trình sản xuất phụ gia kim loại đến số hóa các hoạt động sản xuất. Nhưng công nghệ chuyên nghiệp như vậy rất khó học cho người mới bắt đầu và hầu như không có bất kỳ tài nguyên toàn diện hoặc miễn phí nào có sẵn để học.

Vì vậy, Manufactur3D sẽ đưa ra loạt bài viết "Bắt đầu với In 3D Kim loại" để giải quyết những lo lắng này. Thông qua loạt bài này, chúng tôi hướng tới các chủ đề như công nghệ sản xuất phụ gia kim loại, vật liệu AM kim loại, phần mềm và giáo dục.

Thông qua bài viết này, chúng tôi giải thích mọi thứ người dùng cần biết về In 3D kim loại. Chúng tôi sẽ giải thích toàn bộ hệ sinh thái in 3D kim loại.

IN 3D KIM LOẠI / SẢN XUẤT BỔ SUNG KIM LOẠI

In 3D kim loại lần đầu tiên ra đời vào đầu những năm 1990 thông qua công nghệ Selective Laser Sintering (SLS) - một công nghệ in 3D kết hợp bột. Trong nhiều năm, tên gọi SLS chỉ giới hạn trong lĩnh vực in polymer trong khi công nghệ nung chảy bột kim loại được gọi là thiêu kết Laser kim loại trực tiếp - Direct Metal Laser Sintering (DMLS) hoặc Laser nóng chảy chọn lọc - Selective Laser Melting (SLM).

Gia công đắp lớp kim loại đề cập đến danh mục phụ của in 3D liên quan đến việc in 3D kim loại. Ngày nay chúng ta có một loạt các công nghệ sản xuất phụ gia kim loại như BMD, DMLS, SLM, EBAM, MELD, WAAM, v.v. Tất cả các công nghệ này đều sử dụng các kim loại khác nhau bao gồm thép không gỉ, niken, Inconel, Crom, titan, v.v. ở các dạng khác nhau như sợi, thanh, bột, dây, v.v.

1. CÔNG NGHỆ IN 3D KIM LOẠI

 

Ngày nay, chúng ta có nhiều công nghệ gia công đắp lớp kim loại. Một số công nghệ phổ biến là BMD, DMLS, SLM, Binder Jetting và DED. Hầu hết các công nghệ này được sử dụng từ những ngày đầu tiên của in 3D và đã tiến bộ rất nhiều về hệ sinh thái của chúng.

 

Máy in 3D kim loại thường được sử dụng trong các nhà máy sản xuất công nghiệp. Hiện tại, họ không hoàn toàn có khả năng sản xuất hàng loạt nhưng chắc chắn họ có thể thúc đẩy sản xuất hàng loạt. Các công ty như BMW, General Motors và những công ty khác đã tận dụng công nghệ để làm lợi thế của họ.

 

Một trong những rào cản quan trọng nhất đối với việc sử dụng máy in 3D kim loại là giá thành của nó. Một máy in 3D kim loại cấp đầu vào có thể có giá lên tới 60.000 USD. Điều này đặt ra một vấn đề lớn đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Ngoài ra, máy in 3D kim loại cần các thiết bị bổ sung như trạm khử trùng, máy nén và lò nung kết.

 

Phạm vi công nghệ metal am cũng khiến hầu hết người dùng bối rối và họ phải hiểu rõ về tất cả các công nghệ để cuối cùng lựa chọn một công nghệ phù hợp với nhu cầu và nhu cầu của họ.

 

2. VẬT LIỆU IN 3D KIM LOẠI

 

 

Trong một thời gian dài, gia công đắp lớp kim loại không có khả năng ứng dụng tối thiểu do thư viện vật liệu hạn chế. Ban đầu, chỉ có một số vật liệu có thể được in 3D và vì vậy chỉ những công ty và ngành công nghiệp cụ thể mới mua công nghệ này.

 

Nhưng với việc tiếp tục nghiên cứu, thư viện vật liệu gia công đắp lớp kim loại đã mở rộng để bao gồm các vật liệu như thép không gỉ (316L & 17-4 PH), Inconel 625, Titanium 64 (Ti-6Al-4V), Đồng, Thép công cụ H13, A2 & D2 Thép công cụ, nhôm (AlSi10Mg) và nhiều loại khác. Vì vậy, nghiên cứu vật liệu đã dẫn đến dân chủ hóa công nghệ gia công đắp lớp kim loại.

 

Nhưng một lần nữa, về mặt chi phí, vật liệu in 3D kim loại vẫn còn đắt do đó hạn chế sử dụng nó cho các công ty R&D, MNC và các ngành chuyên môn cao như hàng không vũ trụ và chăm sóc sức khỏe. Nhưng điều này đang thay đổi nhanh chóng và dự kiến rằng hầu hết các công ty kỹ thuật sẽ kết hợp máy in 3D kim loại trong thập kỷ tới để giảm chi phí của nó.

 

3. PHẦN MỀM SẢN XUẤT BỔ SUNG KIM LOẠI

• Thiết kế in 3D kim loại

 

Khi chúng ta bước vào giai đoạn bùng nổ của ngành gia công đắp lớp kim loại, việc thiết kế càng trở nên quan trọng hơn. Trong khi thiết kế quan trọng đối với in 3D, thiết kế để sản xuất phụ gia kim loại không chỉ quan trọng.

 

Để tận hưởng những lợi ích thực sự của in 3D, các nhà thiết kế sẽ phải tận dụng quyền tự do thiết kế, hợp nhất các bộ phận và khả năng tùy chỉnh nhanh chóng của in 3D. Nếu không kết hợp và triển khai các khả năng này, phần mềm thiết kế in 3D kim loại có thể không bao giờ khả thi.

 

Các bộ phần mềm thiết kế mạnh mẽ như Dassault Systèmes Catia và SolidWorks, PTC Creo, Autodesk Fusion 360 và các bộ phần mềm thiết kế chung hoặc tối ưu hóa cấu trúc liên kết như của Altair, Autodesk, PTC, ParaMatters và Siemens đã đưa thiết kế lên một tầm cao mới.

 

• Phần mềm chuẩn bị xây dựng bản in 3D kim loại

 

Gia công đắp lớp kim loại phụ thuộc vào phần cứng cũng như các giải pháp phần mềm của nó. Có thể nói rằng nếu không có các giải pháp phần mềm cung cấp năng lượng cho phần cứng, thì in 3D không thể trở thành sức mạnh hiện tại, hoặc sẽ trở thành trong tương lai tới.

 

Bên cạnh phần mềm thiết kế mạnh mẽ được sử dụng để mô hình hóa các thiết kế phức tạp cao cho in 3D, một bộ phần mềm khác cũng không kém phần quan trọng, đó là phần mềm chuẩn bị.

 

Các giải pháp phần mềm chuẩn bị xây dựng ngày nay không chỉ phát triển nhanh chóng mà còn giúp đạt được sản lượng đồng nhất và được cải thiện, dẫn đến thời gian in nhanh hơn, bề mặt hoàn thiện tốt hơn và cải thiện độ bền của các bộ phận được in.

 

Các bộ phần mềm này hiện cũng kết hợp dữ liệu và học máy để dự đoán thông số tốt hơn để triển khai chúng trong máy in 3D. Khi công nghệ phát triển, phần mềm sẽ chỉ trở nên tốt hơn để tăng cường khả năng sản xuất.

 

4. GIA CÔNG ĐẮP LỚP KIM LOẠI SAU CHẾ BIẾN

 

 

Quá trình xử lý sau rất quan trọng đối với gia công đắp lớp kim loại. Tất cả các công nghệ phải trải qua một số công đoạn xử lý hậu kỳ khác. Quá trình xử lý sau có thể là hỗ trợ các hoạt động loại bỏ, khử nước, rửa, đóng băng, thiêu kết và thậm chí là hoàn thiện bề mặt.

 

Nếu không có quá trình xử lý hậu kỳ, các bộ phận in 3D kim loại không thể được sử dụng trực tiếp. Trong bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu những công nghệ nào cần loại gia công sau và cách gia công các bộ phận in 3D kim loại.

 

5. GIÁO DỤC / ĐÀO TẠO IN 3D KIM LOẠI

 

Giáo dục và nâng cao nhận thức về gia công đắp lớp kim loại vẫn là một thách thức lớn đối với ngành gia công đắp lớp và hơn thế nữa đối với ngành gia công đắp lớp kim loại. Các nguồn kiến thức và giáo dục có sẵn trong gia công đắp lớp kim loại rất khan hiếm và đây là điều khiến việc áp dụng nó trở nên hạn chế hơn.

 

Các công ty sẵn sàng kết hợp gia công đắp lớp kim loại thường gặp phải vấn đề này do nhân viên của họ thiếu kiến thức về công nghệ. Do đó, việc giáo dục nhân viên về nguyên tắc in 3D kim loại, hoạt động, quy trình làm việc cũng như xử lý sự cố trở nên rất quan trọng.

 

 

---

Tags: data design data design viet nam ddv CAD/Modeling alibre design expert alibre cam alibre 3d alibre