Basta analisar os principais fatores de influência do processo de manufatura aditiva

Nov 02, 2022

Atualmente, a tecnologia de manufatura aditiva tornou-se uma tecnologia altamente preocupante, que foi vigorosamente desenvolvida nas indústrias aeroespacial, automotiva, biomédica e outras, e se tornou uma força importante para promover a transformação e atualização da fabricação tradicional. A tecnologia de manufatura aditiva na China desenvolveu-se rapidamente nos últimos anos, e vários mercados de serviços de aplicação estão gradualmente tomando forma. Embora algumas conquistas tenham sido feitas em algumas áreas, em comparação com países estrangeiros, as reservas tecnológicas de toda a indústria são insuficientes e as principais tecnologias e patentes relacionadas à manufatura aditiva são controladas por empresas estrangeiras.

Atualmente, os materiais metálicos ainda são os mais utilizados na produção industrial. É uma importante direção de desenvolvimento da tecnologia de manufatura aditiva usar a tecnologia de manufatura aditiva para substituir os métodos de processo tradicionais e fabricar peças de metal que são difíceis de processar pelos métodos de processamento tradicionais. Diferente dos métodos de processo tradicionais, a tecnologia de manufatura aditiva apresenta requisitos mais elevados de desempenho e aplicabilidade dos materiais. No entanto, os materiais em pó metálico, como base industrial, tornaram-se um fator importante que restringe o rápido desenvolvimento da indústria de manufatura aditiva na China. Embora existam muitos métodos técnicos para realizar a manufatura aditiva, o mecanismo de processamento é basicamente o mesmo, ou seja, os materiais derretem rapidamente sob a ação da fonte de calor de alta energia. Devido ao tempo de ação extremamente curto, o metal fundido solidifica rapidamente sob o efeito de resfriamento da matriz, realizando assim a moldagem em uma área de varredura específica. A energia dos produtos de manufatura aditiva é determinada pelas propriedades da fonte de calor, propriedades do material e parâmetros do processo. O tipo de fonte de calor e a forma de alimentação do pó são os fatores mais fundamentais para distinguir várias tecnologias de manufatura aditiva.

Agora, os fatores de influência do processo de fabricação aditiva são analisados em detalhes pela malha de precisão ZHONGWEI em Qinhuangdao:

1. Fonte de calor

No campo da manufatura aditiva de metais, as fontes de calor mais maduras são os lasers e os feixes de elétrons de alta energia. O princípio de funcionamento do feixe de elétrons é diferente do laser. O modo de aquecimento do feixe de elétrons é que os elétrons de alta energia passam pela superfície do alvo e entram em uma certa profundidade da superfície, e então transmitem energia para os átomos alvo, de modo a intensificar a vibração dos átomos alvo e converter o energia cinética dos elétrons em energia térmica; O laser é aquecido absorvendo a energia do fóton na superfície do alvo, e o laser não passa pela superfície do alvo. No processo de fabricação e processamento de materiais, a potência e a velocidade de varredura da fonte de calor são geralmente constantes, ou seja, a densidade de energia que atua no material é constante e o efeito da fonte de calor é determinado diretamente pelo desempenho de absorção do material. o material para a fonte de calor. A absorção da energia da fonte de calor pelos materiais é determinada pelo seu mecanismo de ação, estado da superfície do material e outros fatores. Para a fonte de calor a laser mais comumente usada, a absorção da energia da luz do laser está relacionada ao comprimento de onda, refletividade do material iluminado e densidade de energia. Durante o processo de moldagem, o estado da superfície, tamanho e outros fatores do material têm restrições óbvias sobre o laser. Devido ao mecanismo diferente de feixe de elétrons, tem melhor adaptabilidade do que o laser no processo de fabricação aditiva.

2. Materiais

O material em pó é o material de fabricação de aditivos metálicos mais comumente usado atualmente. O pó metálico, como o elo mais importante na cadeia da indústria de manufatura aditiva de peças metálicas, também é o mais valioso. Os materiais em pó metálicos são geralmente usados na indústria de metalurgia do pó. A moldagem da metalurgia do pó refere-se à moldagem final do pó sob condições de alta pressão e alta temperatura após o pó ser pré-formado. Durante todo o processo, as mudanças físicas e metalúrgicas dos materiais são relativamente lentas, e os materiais têm tempo suficiente para fusão, difusão e reação. Devido à limitação de temperatura e pressão durante o processamento da metalurgia do pó, para garantir a compacidade da peça de trabalho, é necessário usar materiais em pó para preencher completamente a cavidade de formação o máximo possível. Tendo em vista as características técnicas do processo de metalurgia do pó, um conjunto relativamente completo de métodos e padrões de avaliação de pó foi desenvolvido, e indicadores relativamente completos podem ser usados para constante o desempenho de materiais em pó, como tamanho de partícula, área de superfície específica, distribuição de tamanho, densidade do pó, taxa de fluxo, densidade de empacotamento solto, porosidade, etc. Para metalurgia do pó, a fluidez e a densidade compactada do pó são índices importantes para medir materiais em pó usados na metalurgia do pó.

3. Processo

Quando o método de enchimento de pó é o espalhamento de pó, a fonte de calor atua preferencialmente no pó. Para garantir a combinação metalúrgica completa do pó e da área formada, é necessário garantir que a profundidade e o tamanho da poça de fusão no processo de processamento estejam dentro de uma faixa razoável. Quando o modo de alimentação de pó síncrono é adotado, não importa o modo de alimentação de pó coaxial ou o modo de alimentação de pó lateral, o efeito da fonte de calor no material pode ser dividido em duas partes: o efeito na área formada e o efeito na material em pó. Depois que o pó é aquecido a uma certa temperatura pela fonte de calor durante o movimento, ele é conduzido para a área formada sob a ação de sua própria energia cinética. Todo o processo de formação é equivalente ao processo de materiais em pó de energia relativamente alta que bombardeiam a área de fusão. Este método é mais propício para melhorar a densidade dos produtos do que o método de espalhamento de pó.

O processo de manufatura aditiva é obviamente diferente do processo de metalurgia do pó. A mudança metalúrgica de materiais em pó sob o efeito da fonte de calor é extremamente rápida. Durante o processo de conformação, os materiais em pó atuam diretamente na fonte de calor. Os materiais em pó não têm restrições de molde e pressão externa permanente. Geralmente acredita-se que materiais em pó com diâmetro inferior a 1 mm são adequados para fabricação aditiva, e o tamanho de partícula é de 50 μ O material em pó de m ou mais tem bom desempenho de moldagem. Em comparação com a indústria de metalurgia do pó, atualmente, não há nenhum método ou padrão de avaliação maduro para determinar a aplicabilidade de materiais em pó e processos de fabricação aditiva na China, e os métodos de avaliação relacionados e indicadores de pó para fabricação aditiva precisam ser mais estudados e considerado.

Se você quiser saber mais sobre metalurgia do pó de metal, consulte a Qinhuangdao Zhongwei Precision.