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金属3D打印

择要:金属3D打印历程繁杂,影响终极打印质量的身分浩繁,必要从原材料、工艺、设备三方面综合管控,才能获得高质量的金属3D打印件。每一批次原材料必要合乎规范要求,工艺必要阅经久查验确保其高度稳定靠得住,设备(含软件)必要整体综合设计包管其靠得住性,若任何一个要素没有斟酌到位,则都有可能导致终极的工件打印掉败或质量查验分歧格。

金属3D打印历程繁杂(如图1所示),影响终极打印质量的身分浩繁,必要从原材料、工艺、设备三方面综合管控,才能获得高质量的金属3D打印件。每一批次原材料必要合乎规范要求,工艺必要阅经久查验确保其高度稳定靠得住,设备(含软件)必要整体综合设计包管其靠得住性,若任何一个要素没有斟酌到位,则都有可能导致终极的工件打印掉败或质量查验分歧格。

图1 范例金属3D打印历程(图片滥觞于华曙高科)

图2 原材料-工艺-设备互相影响关系(图片滥觞于华曙高科)

一、材料端

金属粉末材料对金属3D打印成型质量至关紧张,对付金属粉末有严格技巧要求,华曙金属粉末滥觞于卓越品德供应商,同时建立有金属粉末质量节制企业标准,左右开弓,包管粉末质量。一样平常环境下,粉末必要检测的指标有:

1.1.化学因素

各元素含量需满意相关国家标准,对付应用的每一批次粉末,至少抽取一罐查验,一样平常金属元素采纳等离子体原子发射光谱仪检测,O 、N、 H元素采纳氧氮氢阐发仪检测,C元素采纳碳硫阐发仪检测。若随意率性元素检测结果不在合格范围,则鉴定该批次粉末分歧格。

图3 电感耦合等离子体原子发射光谱仪(华曙自有)

1.2.粒径散播

适用于金属3D打印粉末必要满意必然的粒径散播,根据工艺特征必要节制D10,D50,D90,对付每一批次粉末均需采纳激光粒度阐发仪检测粒径散播,(检测标准:GB/T 19077.1粒度阐发beat365手机中文官方网站激光衍射法第1部分:公则);若随意率性参数检测结果不在合格范围,鉴定该批次粉末分歧格。

图4 激光粒度仪(华曙自有)

图5 粒径散播图(示意图,滥觞于华曙高科)

1.3.流动性

金属3D打印对粉末流动性有确切要求,粉末流动性较差时主要影响铺粉质量,从而影响打印质量。对付每批次粉末至少抽取一罐查验,采纳霍尔流速计进行检测,检测标准:GB/T 1482 金属粉末流动性的测定标准漏斗法(beat365手机中文官方网站霍尔流速计)。若检测结果不在合格范围,则鉴定该批次粉末分歧格。

图5 霍尔流速计(华曙自有)

1.4.其他紧张指标

粉末描写,球形度,空心粉率,粉末湿度,松装/振实密度,休止角等均需进行响应的查验。

图6 金属粉末(17-4PH)SEM描写

二、工艺端

金属3D打印工艺参数较多,大beat365手机中文官方网站年夜致可分为实体添补参数、轮廓参数、支撑参数等。华曙拥有超40人的利用研发团队,以及跨越25年3D打印行业利用履历的Philip Cornner等高档外洋顾问。该团队专门从事材料工艺参数开拓及样件打印工艺设计事情,为客户探求最佳的利用偏向,是客户迈入增材制造天下弗成或缺的得力助手。截止到今朝,该团队已宣布14种以上材料工艺参数包并帮忙客户实现超100个成功利用案例。

为了确保工艺参数稳定靠得住,推行专题化钻研,详细的工艺开拓路线如下图7所示,经重复打印验证(如义齿数十万次),确保工艺参数的高度靠得住性。

图7 工艺开拓调试流程图(图片滥觞于华曙高科)

功率Laser power(p)、速率Scanning speed(v),扫描线间距hatching distance(h),层厚layer thickness(t)是影响金属3D打印效率和机能的关键要素,如图8所示。平日工艺调试环抱这四个工艺参数展开,体积功率密度谋略公式如式1-1。

图8 工艺参数图解(图片滥觞于华曙高科)

式1-1

打印的基础测试样件(如图9)根据对应的标准进行测试,详细测试标准可以参考表1,对测试结果进行汇总和数据阐发,得出最佳的力学机能所对应的参数。

图9 工艺调试所打印的测试样(图片滥觞于华曙高科)

表1 检测项目和参考标准(滥觞于华曙高科)

三、设备端

金属3D打印对付设备要求异常严格,必要具备高精度的光路系统,兼顾精度与效率的运念头构等。华曙高科设备研发团队拥有雄厚技巧实力,由天下有名科学家许小曙博士领衔,涵盖机器,软件,光学,PLC,热场,物理技巧,电子技巧等偏向,团队中拥有多名跨越10年以上设计履历的资深工程师。许小曙博士是享誉天下的粉末床增材制造技巧的闻名人物和企业家、福布斯杂志封面人物,拥有跨越 20 年的增材制造履历,得到过“天下 100 位利用科学领域凸起供献奖”、“最佳人工智能奖”等天下级奖项,曾在举世多家增材制造企业领衔关键技巧研发及财产化,与此同时,华曙设备关键元器件均源于天下顶级供应商。

华曙高科金属3D打印系统亮点上风有——

动态光学系统

比拟F-镜,动态聚焦可实现对光斑的机动节制,从而可以实现前进打印效率的同时又包管打印质量,还可以显明改良打印部件的外面精度。

图10 动态凑集技巧图解(图片滥觞于华曙高科)

图11 光束质量阐发测试(图片滥觞于华曙高科)

软件系统

华曙高科自立研发的增材制造一体化开源软件操作系统,聚拢制造与故障诊断温场节制、远程监测、数据反馈与集成节制等功能于一体,是将增材制造多个模块功能集成一体的系统节制软件,也是具有开源性特性的3D打印软件系统,冲破了欧美增材制造企业原有封闭式软件的技巧局限,成为本领域开放式软件平台。

客户应用华曙自立研发软件就可以进行完beat365手机中文官方网站备的模型预处置惩罚和设备节制,不必要投资购买任何第三方软件。

Buildstar system

Buildstar软件用于烧结事情包的排布,具备STL 排包( 平移, 扭转等)、尺寸缩放、待支撑面预览、天生支撑、尺寸补偿和校准、建造和工件参数设定、碰撞检测、光阴和材料估算、扫描路径beat365手机中文官方网站预览、丈量等功能。华曙秉承开源理念,开放烧结参数供用户调剂,为客户的材料研发和利用研发供给有效的办理规划;

图12 Bulidstar 界面(图片滥觞于华曙高科)

图13 Buildstar 切片界面(图片滥觞于华曙高科)

Makestar system

MakeStar 软件用于节制设备所有动作,具备实时图表监控:包孕事情腔氧气含量值的实时曲线图、轮回系统压力实时曲线图、活塞加热器温度曲线图(自上而下排列);信息栏:实时显示设备提示、警告及报警消息,可清空操作;状态栏:记录设备当前运行的状态,包孕事情腔门、气路节制、激光、加热器、成型缸活塞、缸体转运、刮刀、溢粉缸、缸体提升及基板等相关信息。

滥觞:华曙高科

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