Simplemente analice los principales factores que influyen en el proceso de fabricación aditiva

Simplemente analice los principales factores que influyen en el proceso de fabricación aditiva

En la actualidad, la tecnología de fabricación aditiva se ha convertido en una tecnología muy preocupante, que se ha desarrollado vigorosamente en las industrias aeroespacial, automotriz, biomédica y otras, y se ha convertido en una fuerza importante para promover la transformación y mejora de la fabricación tradicional. La tecnología de fabricación aditiva en China se ha desarrollado rápidamente en los últimos años, y varios mercados de servicios de aplicaciones están tomando forma gradualmente. Aunque se han logrado algunos logros en algunas áreas, en comparación con países extranjeros, las reservas tecnológicas de toda la industria son insuficientes, y las tecnologías y patentes centrales relacionadas con la fabricación aditiva están controladas por empresas extranjeras.

En la actualidad, los materiales metálicos siguen siendo los más utilizados en la producción industrial. Es una dirección de desarrollo importante de la tecnología de fabricación aditiva usar tecnología de fabricación aditiva para reemplazar los métodos de proceso tradicionales y fabricar piezas de metal que son difíciles de procesar con los métodos de procesamiento tradicionales. A diferencia de los métodos de proceso tradicionales, la tecnología de fabricación aditiva plantea requisitos más estrictos sobre el rendimiento y la aplicabilidad de los materiales. Sin embargo, los materiales de polvo metálico, como base industrial, se han convertido en un factor importante que restringe el rápido desarrollo de la industria de fabricación aditiva en China. Aunque existen muchos métodos técnicos para realizar la fabricación aditiva, el mecanismo de procesamiento es básicamente el mismo, es decir, los materiales se derriten rápidamente bajo la acción de una fuente de calor de alta energía. Debido al tiempo de acción extremadamente corto, el metal fundido se solidifica rápidamente bajo el efecto de enfriamiento de la matriz, realizando así el moldeo en un área de escaneo específica. La energía de los productos de fabricación aditiva está determinada por las propiedades de la fuente de calor, las propiedades del material y los parámetros del proceso. El tipo de fuente de calor y la forma de alimentación del polvo son los factores más fundamentales para distinguir varias tecnologías de fabricación aditiva.

Ahora, los factores de influencia del proceso de fabricación aditiva son analizados en detalle por el tejido de precisión ZHONGWEI en Qinhuangdao:

1. Fuente de calor

En el campo de la fabricación aditiva de metales, las fuentes de calor más maduras son los láseres y los haces de electrones de alta energía. El principio de funcionamiento del haz de electrones es diferente al del láser. El modo de calentamiento del haz de electrones es que los electrones de alta energía pasan a través de la superficie del objetivo y entran a cierta profundidad desde la superficie, y luego transmiten energía a los átomos objetivo, para intensificar la vibración de los átomos objetivo y convertir el energía cinética de los electrones en energía térmica; El láser se calienta mediante la absorción de energía fotónica en la superficie del objetivo y el láser no pasa a través de la superficie del objetivo. En el proceso de fabricación y procesamiento de materiales, la potencia y la velocidad de exploración de la fuente de calor son generalmente constantes, es decir, la densidad de energía que actúa sobre el material es constante y el efecto de la fuente de calor está directamente determinado por el rendimiento de absorción de el material a la fuente de calor. La absorción de la energía de la fuente de calor por parte de los materiales está determinada por su mecanismo de acción, el estado de la superficie del material y otros factores. Para la fuente de calor láser más utilizada, la absorción de la energía de la luz láser está relacionada con la longitud de onda, la reflectividad del material iluminado y la densidad de energía. Durante el proceso de moldeo, el estado de la superficie, el tamaño y otros factores del material tienen limitaciones obvias para el láser. Debido al diferente mecanismo del haz de electrones, tiene una mejor adaptabilidad que el láser en el proceso de fabricación aditiva.

2. Materiales

El material en polvo es el material de fabricación de aditivos metálicos más utilizado en la actualidad. El polvo metálico, como eslabón más importante en la cadena de la industria de fabricación aditiva de piezas metálicas, también es el más valioso. Los materiales de polvo metálico se utilizan generalmente en la industria de la pulvimetalurgia. El moldeo por pulvimetalurgia se refiere a la conformación final del polvo bajo condiciones de alta presión y alta temperatura después de que se preforma el polvo. Durante todo el proceso, los cambios físicos y metalúrgicos de los materiales son relativamente lentos y los materiales tienen suficiente tiempo para la fusión, difusión y reacción. Debido a la limitación de temperatura y presión durante el procesamiento de pulvimetalurgia, para garantizar la compacidad de la pieza de trabajo, se requiere el uso de materiales en polvo para llenar completamente la cavidad de formación tanto como sea posible. En vista de las características técnicas del proceso de pulvimetalurgia, se ha desarrollado un conjunto relativamente completo de métodos y estándares de evaluación de polvos, y se pueden usar indicadores relativamente completos para constante el rendimiento de los materiales en polvo, como tamaño de partícula, área de superficie específica, partículas. distribución de tamaño, densidad del polvo, caudal, densidad de empaque suelto, porosidad, etc. Para la pulvimetalurgia, la fluidez y la densidad del polvo son índices importantes para medir los materiales en polvo utilizados en la pulvimetalurgia.

3. Proceso

Cuando el método de llenado de polvo es esparcir polvo, la fuente de calor actúa preferentemente sobre el polvo. Para garantizar la combinación metalúrgica completa del polvo y el área formada, es necesario asegurarse de que la profundidad y el tamaño del baño fundido en el proceso de procesamiento estén dentro de un rango razonable. Cuando se adopta el modo de alimentación de polvo síncrono, sin importar el modo de alimentación de polvo coaxial o el modo de alimentación de polvo lateral, el efecto de la fuente de calor en el material se puede dividir en dos partes: el efecto en el área formada y el efecto en el material en polvo Después de que la fuente de calor calienta el polvo a una cierta temperatura durante el movimiento, se conduce al área formada bajo la acción de su propia energía cinética. Todo el proceso de formación es equivalente al proceso de materiales en polvo de energía relativamente alta que bombardean el área de fusión. Este método es más propicio para mejorar la densidad de los productos que el método de esparcimiento de polvo.

El proceso de fabricación aditiva es obviamente diferente del proceso de pulvimetalurgia. El cambio metalúrgico de los materiales en polvo bajo el efecto de la fuente de calor es extremadamente rápido. Durante el proceso de formación, los materiales en polvo actúan directamente sobre la fuente de calor. Los materiales en polvo no tienen restricciones de molde ni presión externa permanente. En general, se cree que los materiales en polvo con un diámetro inferior a 1 mm son adecuados para la fabricación aditiva, y el tamaño de partícula es de 50 μ. El material en polvo de más o menos tiene un buen rendimiento de moldeo. En comparación con la industria de la pulvimetalurgia, en la actualidad, no existe un método o estándar de evaluación maduro para determinar la aplicabilidad de los materiales en polvo y los procesos de fabricación aditiva en China, y los métodos de evaluación relacionados y los indicadores de polvo para la fabricación aditiva deben estudiarse más a fondo y consideró.

Si desea obtener más información sobre la metalurgia de polvos metálicos, consulte con Qinhuangdao Zhongwei Precision.