ما هو الفرق بين مواد المعادن المسحوق ومواد الطباعة ثلاثية الأبعاد؟

1 ، مبدأ العملية: الفرق الرئيسي بين التفكير الذي يضيف والتفكير الذي يسلبه
Powder Metallurgy: Powder Metallurgy هو وسيلة لصنع المساحيق المعدنية أو استخدام مساحيق معدنية (أو مزيج من المساحيق المعدنية وغير المعدنية غير المعدنية) كمواد خام. يتضمن تشكيل المساحيق والتلبيخ لصنع المواد المعدنية والمواد المركبة ومجموعة واسعة من المنتجات. الجزء الرئيسي منه هو تشكيل المواد في ثلاث خطوات: الجمع بين المساحيق ، والضغط عليها ، والتلبيخ. تجعل تقنية Metallurgy Powder النيكل - عالية القائمة - مسحوق سبيكة درجة الحرارة عن طريق تروحه. على سبيل المثال ، يجعل أقراص التوربينات لمحركات الطائرات. إنه مضغوط متميز بارد ، ثم تم تلبيسه وتكثيفه في فراغ في 1200 درجة ، وأخيراً مضغوطًا للتخلص من أي عيوب داخلية. مسحوق pre - يحل خلط مشكلة الفصل المكون في الصب التقليدي عن طريق جعل توزيع عناصر السبائك أكثر من 90 ٪ أكثر.
الطباعة ثلاثية الأبعاد: تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد طريقة تصنيع مضافة تقوم ببناء الأشياء طبقة تلو الأخرى. على سبيل المثال ، تعمل تقنية الانصهار الانتقائي للليزر (SLM) مثل هذا: أولاً ، يتم تقطيع نموذج ثلاثي الأبعاد ؛ ثم ، يتم وضع طبقة سميكة من مسحوق المعادن 0.05 مم على أسطوانة المسحوق ؛ بعد ذلك ، يذوب شعاع ليزر الطاقة العالي- بشكل انتقائي المسحوق على طول مسار مجموعة ؛ وأخيراً ، تم بناء الجزء الطبقة حسب الطبقة. تتغلب هذه التكنولوجيا على مشاكل الآلات القياسية التي تجعل من الصعب الوصول إلى الأدوات. يمكن أن يصنع أيضًا ميزات معقدة مثل هياكل الشبكة وقنوات التبريد المطابقة التي لا تستطيع الطرق التقليدية. شركة معينة تصنع محركات الطيران توظف تقنية SLM لصنع فوهات البنزين. هذا يجمع بين 20 عنصرًا منفصلًا في واحد ، مما يجعل الفوهة أخف وزناً بنسبة 40 ٪ و 15 ٪ أكثر كفاءة في استهلاك الوقود.
2 ، خصائص المواد: لعبة بين السيطرة على التجانس وتصميم التدرجات
ما هي مواد المعادن للمسحوق مثل:
توحيد التكوين: يستخدم المعادن للمسحوق تقنيات تصنيع مسحوق ذرية الغاز لنشر عناصر السبائك بالتساوي في المجهر. على سبيل المثال ، في سبائك درجة حرارة مسحوق FGH96 عالية - ، يتم الاحتفاظ بحجم جزيئات تقوية الطور أقل من 50 نانومتر ، والتباين في كثافة التوزيع أقل من 5 ٪. يتيح هذا التجانس الحفاظ على قوة ثابتة قدرها 1200 ميجا باسكال حتى عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة ، عند 650 درجة.
قابلية التحكم في المسامية: عن طريق تغيير درجة حرارة التلبد وضغط المواد المعدنية بالضغط ، قد تتحكم مواد المعادن المسحوق بدقة بين 5 ٪ و 15 ٪. قام صانع فرامل سيارات معين بعمل لوحة احتكاك المعادن النحاسية- مع تصميم مسامية بنسبة 30 ٪. هذا يجعل سعة تخزين زيت التشحيم أكثر ثلاث مرات واستقرار معامل الاحتكاك أفضل بنسبة 40 ٪.
مرونة المواد المواد: يمكن للمعادن المسحوق أن يصنع مركبات من مواد مختلفة ، مثل السيراميك المعدني وألياف الكربون المعدنية. على سبيل المثال ، تضيف سبيكة النحاس المعززة لـ AL2O3 2 ٪ من جسيمات AL2O3 بحجم 2 ٪ إلى مصفوفة النحاس باستخدام عملية الأكسدة الداخلية. هذا يحافظ على الموصلية بنسبة 85 ٪ من IACs ويرفع درجة حرارة التليين من 300 درجة إلى 900 درجة.
بعض الأشياء حول مواد الطباعة ثلاثية الأبعاد هي:
بنية التصلب السريع: أثناء عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تبرد المادة بمعدل 106-108 درجة /ثانية ، مما يجعلها تشكل حبيبات فائقة أو حتى أشكال غير متبلورة. غير معهد الأبحاث الذي جعل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L استخدام تقنية SLM حجم الحبوب من 100 ميكرومتر في المهرجانات النموذجية إلى أقل من 1 ميكرون. هذا جعل قوة الشد ترتفع بنسبة 30 ٪ ولكن الاستطالة انخفض بنسبة 15 ٪.
تصميم وظيفة التدرج: قد تغير الطباعة ثلاثية الأبعاد تكوين وخصائص المواد بطريقة التدرج عن طريق تغيير المعلمات مثل طاقة الليزر وسرعة المسح. أنتجت شركة طبية حيوية زرع TI6AL4V HA ، والتي تعدل كمية الهيدروكسيباتيت من 60 ٪ إلى 0 ٪ من السطح إلى القلب. هذا يسرع من دمج العظم بمقدار مرتين.
السيطرة على الإجهاد المتبقي: يتراكم الإجهاد الحراري أثناء الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والتي يمكن أن تتسبب بسهولة في تشوه الأجزاء. تستخدم شركة معينة تصنع شفرات محرك الطائرات مسبقًا على الركيزة إلى 200 درجة وإجراء إجراء معالجة حرارية لإطلاق الإجهاد للحفاظ على شفرات سبيكة التيتانيوم TC4 من تزييف من 3 مم إلى 0.5 مم.
3 ، وضع التطبيق: الفرق بين صنع الأشياء على دفعات وجعل الأشياء لطلب
فوائد المعادن للمسحوق:
الإنتاج الموحد على نطاق واسع: قوالب المعادن المسحوق هي الخيار الأفضل لصنع قطع غيار السيارات لأنها تشترك في التكاليف. تقدم تقنية المعادن للمسحوق أكثر من 200 مليون تروس توقيت عمود الحدبات سنويًا في جميع أنحاء العالم. هذا يقلل من تكلفة كل قطعة بنسبة 40 ٪ مقارنة بتزوير التكنولوجيا.
الأجزاء الدقيقة والمقاومة للارتداء: يمكن أن يصل إجراء التشطيب لتلبيخ المعادن للمسحوق إلى IT7 دقة الأبعاد. قام صانع علبة تروس معينة بصنع حلقة ترس متزامنة من النحاس- والتي تحتوي على معامل احتكاك مستقر من 0.12-0.15 بعد علاج الكبريت. يمكن استخدامه 800000 مرة.
المواد الوظيفية: مسحوق المعادن هو الطريقة الوحيدة لصنع الأجزاء الوظيفية مثل المواد المغناطيسية والمسامية. أنتجت شركة طاقة نووية لوحة تصفية مسامية ZR SN NB ، والتي تحتوي على تصميم مسامية بنسبة 30 ٪ يتيح لها التقاط الجزيئات التي تصل إلى 0.5 ميكرون. يتم استخدامه في نظام التنقية لمبرد المفاعل النووي.
خطوة كبيرة إلى الأمام في الطباعة ثلاثية الأبعاد:
الهيكل الطوبولوجي خفيف الوزن: الطباعة ثلاثية الأبعاد تجعل التحسين الهيكلي ينتقل من كونه فكرة إلى شيء يحدث بالفعل. باستخدام تحسين الطوبولوجيا والطباعة ثلاثية الأبعاد ، أنتج صانع الأقمار الصناعية قوسًا من سبائك الألومنيوم أخف وزناً بنسبة 65 ٪ من التصميم القديم (2.3 كجم) ويفي بمعايير الصلابة.
يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تجعل قنوات تبريد مطابقة لا يمكن أن تقوم بها طرق الحفر القياسية. وذلك لأن تصميم القنوات الداخلية معقد للغاية. قامت شركة قالب محددة بعمل قالب حقن يحتوي على قناة مياه تبريد حلزونية مدمجة فيها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد. هذا يقلل من وقت التبريد من 45 ثانية إلى 28 ثانية ويعزز كفاءة التصنيع بنسبة 38 ٪.
الطباعة ثلاثية الأبعاد تجعل من الممكن إنتاج زراعة طبية مصنوعة فقط لكل مريض. يستخدم أحد مرفق العظام تقنية ذوبان شعاع الإلكترون (EBM) لصنع أكواب حليقة. ثم يستخدمون بيانات التصوير المقطعي لإعادة بناء نموذج الحوض للمريض بحيث يتناسب تمامًا مع سرير العظام. معدل تخفيف بعد ثلاث سنوات بعد الجراحة أقل من 0.5 ٪.