Kan forskellige metaltrykmaterialer bruges til reparation af skimmelsvampe?

1. Materialeydelsestilpasning: Fra reparation af én ting til forbedring af dens funktion
De vigtigste ting, der skal gøres for at fikse en form, er at gøre den geometrisk korrekt igen, gøre den mere modstandsdygtig over for slid, korrosion og termisk træthedslevetid. Forskellige metaltrykmaterialer kan tilpasses til forskellige reparationsfunktioner ved at ændre deres sammensætning og forbedre udskrivningsprocessen.
Rustfrit stål-serien: En overkommelig mulighed for alle reparationer
316L rustfrit stål er et af de mest populære materialer til skimmelreparation, da det er robust og modstandsdygtigt over for rust. Den har et stort udskrivningsvindue, kan nemt reagere på laserenergi, og vævet, det udskriver, er tykt. Det fungerer godt til fastgørelse af forme, der skal være meget rene, inklusive dem, der bruges til at pakke mad og lave skaller til husholdningsapparater. For eksempel brugte et firma, der fremstiller husholdningsapparater, 316L rustfrit stål 3D-print til at fikse den adskillende overflade af sprøjtestøbeforme. Reparationslaget og substratet havde en metallurgisk bindingsstyrke på 450 MPa, og chloridion-korrosionsbestandigheden var tre gange bedre end standard galvanisering. Den tid, det tager at ordne ting, blev skåret fra 7 dage til 48 timer.
17-4PH martensitisk udfældningshærdende stål er behandlet for at få det til at ældes, hvilket får forstærkningsfaserne til at udfælde. Den har en hårdhed på HRC45-55 og er god til kantreparation af stansematricer med høj belastning. Dette stof blev brugt af en bestemt bildelsproducent til at fikse progressive konvekse forme, hvilket fik dem til at holde 200.000 gange længere og reducerede omkostningerne ved at reparere et enkelt stykke med 60%.
Tool Steel Series: Et stort skridt fremad i ydeevne i varme miljøer
Fordi det kan modstå termisk træthed og hærde, bruges H13 varmbearbejdningsstål ofte til at fikse-støbeforme. Ved traditionel reparation kræver H13-stål at kontrollere størrelsen af ​​sine korn ved at smede og varmebehandle det. Inden for 3D-printning kan DED-teknologi (directed energy deposition) derimod generere små kornstrukturer (ASTM-grad 8-10). H13 stål 3D-print blev brugt til at fiksere kernen af ​​en trykstøbeform til en motorcylinderblok. Reparationslagets termiske udmattelseslevetid var 12.000 gange længere end ved almindelig svejsning. Den behøver ikke yderligere varmebehandling, hvilket halverer leveringstiden.
D2 værktøjsstål har et højt kulstof- og kromindhold (C 1,5%, Cr 12%) og en Rockwell-hårdhed på HRC60 eller derover. Den er god til at fiksere skærkanten af ​​kolde stansematricer. En producent af elektroniske konnektorer brugte D2 stål 3D-print til at fikse præcise stemplingsmatricer. Efter reparationen faldt grathøjden fra 0,05 mm til 0,01 mm, og produktcertificeringsprocenten steg fra 92 % til 98 %.
Høj-temperaturlegeringsserie: ydeevnegaranti selv under de værste arbejdsforhold
Nikkel-baserede høj-temperaturlegeringer, såsom Inconel 718, forbliver stærk ved 650 grader og kan bruges til at fikse forme til flymotorblade og høj-temperatursmedning. Inconel 718 vil sandsynligvis fejle under traditionelle reparationer på grund af termisk revnedannelse. 3D-print kan dog stoppe dannelsen af ​​søjleformet krystal og holde revnehastigheden under 0,1 % ved at ændre scanningstaktikken (sådan mellemlagsrotation på 67 grader) og energitætheden (80-100J/mm³). En luftfartsproducent brugte Inconel 718 til at fikse forme til smedning af turbineskiver. Efter 620 grader/10.000 termiske cyklusser revnede reparationslaget ikke, og formens levetid blev forlænget til tre gange så stor som den originale form.
Kobberlegeringsserie: en skræddersyet mulighed for hurtigt at slippe af med varmen
Kobberlegeringer, såsom CuCrZr, er gode til at fiksere formkølesystemer, fordi de kan lede varme meget godt med en termisk ledningsevne på 200-300 W/(m · K). På grund af strukturelle begrænsninger vil kølevandskanalen i traditionelle boreprocesser sandsynligvis afkøle ujævnt. Med 3D-print kan du straks lave en konform kølekanal. En bilkofangerform blev fastgjort med CuCrZr-legering 3D-print. Dette fik kølevandskredsløbet til at fungere 40 % bedre, reducerede tiden det tog at lave et stykke fra 18 sekunder til 12 sekunder og reducerede energiforbruget med 22 %.
2. Processens tilpasningsevne: fra enkeltreparation til kompositfremstilling
Den største fordel ved reparationsstøbeforme til 3D-udskrivning af metal er, at de er fleksible nok til at tillade præcis kontrol af reparationsydelse gennem samarbejdsdesign af materialer, teknikker og strukturer.
Laser Selective Melting (SLM): En standardteknologi til reparation med høj præcision
SLM-teknologien bruger laserpletter, der er 25 til 50 μm brede til at reparere ting med meget små defekter, herunder præcisionsforme. Ved reparation af en halvlederpakningsform blev SLM-teknologien brugt til at printe et 0,05 mm tykt 17-4PH stålreparationslag med en dimensionspræcision på ± 0,02 mm og en overfladeruhed på Ra mindre end eller lig med 0,8 μm. Efter at være blevet fikset, kan formen gå direkte i produktion uden at skulle poleres igen.
Elektronstrålesmeltning (EBM): En ny måde at fikse høje-temperaturlegeringer hurtigt og nemt
EBM-teknik bruger elektronstråler som varmekilde til hurtigt at lave prototyper af materialer som kobber og titanium, der reflekterer lys godt i et vakuum. For at fikse en form til et raketmotorforbrændingskammer blev EBM-teknologi brugt til at printe CuCrZr-legeringskølekanaler. Dette blev gjort med et tempo på 200 cm³/t, hvilket er fem gange hurtigere end SLM-teknologi. Reparationslaget havde en densitet på 99,9% og en termisk ledningsevne, der svarede til den for smedegods.
Directed Energy Deposition (DED): Hurtig løsning til store skimmelsvampe
DED-teknologi giver mulighed for hurtige reparationer af store forme ved at tilføre pulver på samme tid. Det fungerer godt til at fikse stort udstyr som-støbeforme og smedeforme. DED-teknologien blev brugt til at printe et reparationslag af H13-stål hen over et 0,5 m² område på en smedeform til et vindmølleleje. Den tid, det tog at løse problemet, blev skåret fra 15 dage til 72 timer, og bindingsstyrken mellem reparationslaget og underlaget nåede 500 MPa, hvilket er det, der er nødvendigt for smedningsindstillinger med-højt tryk.
3. Brug i erhvervslivet: Fra at ordne ting i området til at styre hele livscyklussen
Metal 3D-print reparationsteknologi har udviklet sig fra reparation af enkelt støbeform til styring af støbeformens livscyklus, hvilket skaber et lukket-sløjfesystem med "forebyggende reparation funktionel opgradering genfremstilling":
Forebyggende reparation: vedligeholdelse, der er baseret på data og udført før tid
3D-printreparation kan udføres i forvejen ved at sætte sensorer i formen for at holde øje med ting som temperatur og stress i realtid, og ved at bruge digital tvillingteknologi til at gætte, hvor formen vil fejle. Et bestemt firma, der fremstiller bildele, har sat temperatursensorer i-støbeforme. Når kernetemperaturen overstiger det kritiske niveau, starter reparationsproceduren for CuCrZr-legering 3D-print op af sig selv. Det gør, at formen holder 500.000 gange længere, end den ellers ville.
Funktionel opgradering: Tænker på reparation som en måde at gøre tingene bedre på
Under reparationsprocessen bruger vi nye strukturer som konform køling og letvægtsgitter for at få formen til at fungere bedre. Ved reparationen af ​​en sprøjtestøbeform til et mobiltelefoncover blev der brugt 3D-print til at tilføje kølekanaler, der var optimeret til topologi til formkernen. Dette reducerede produktets skævhedsforvrængning fra 0,8 mm til 0,2 mm. Gitterstrukturen blev også brugt til at reducere formens vægt med 30 % og dens energiudnyttelse med 15 %.
Genfremstilling: Værd at genopbygge i en cirkulær økonomi
Brug af 3D-printteknologi til at lave ødelagte forme kan reducere omkostningerne ved reparationer til 40 % af omkostningerne ved nye forme. I processen med at genfremstille en støbeform til et flymotorblad blev det slidte hulrum fikseret med 3D-print af Inconel 718-legering. Efter at være blevet fikset virkede formen 90% såvel som en ny, og tiden det tog at fikse den gik fra 3 måneder til 3 uger, hvilket sparede mange penge på produktionen.