Многи инжењери и купци наилазе на исти проблем. ЦНЦ обрада алуминијума добро функционише за једноставне делове, али сложени облици значе дуго време испоруке и високе трошкове. Пластика је преслаба. Титанијум је јак, али скуп и тежак. Стога се стално поставља практично питање: може ли метално 3Д штампање алуминијума заиста пружити поуздане делове, и где то има највише смисла?
Шта чини алуминијум популарним избором за 3Д штампање метала?
Легуре алуминијума-посебно АлСи10Мг-са разлогом су постале један од најчешће коришћених материјала у металном 3Д штампању. Они нуде корисну комбинацију снаге, мале тежине и обрадивости.
Лаган, али јак
АлСи10Мг обично испоручује затезне чврстоће између 300–450 МПа и границе попуштања око 200–270 МПа након одговарајуће топлотне обраде. Густина остаје близу 2,67 г/цм³. Тај однос снаге{8}}и-тешкоће је тешко надмашити за многе структурне делове. У пракси, тополошки{11}}оптимизовани дизајни често смањују масу за 20–40% у поређењу са конвенционалним чврстим деловима уз задржавање потребне крутости.
Отпорност на корозију и топлотну проводљивост
Легура се прилично добро држи у многим окружењима и нуди топлотну проводљивост у опсегу од 140–160 В/м·К. То га чини практичним за хладњаке и компоненте за хлађење.
ЦНЦ алуминијум наспрам 3Д штампаног алуминијума
|
Аспецт |
ЦНЦ обрађено (6061-Т6) |
3Д штампани АлСи10Мг |
|
Снага |
Висока, добра дуктилност |
Упоредиви УТС, ниже издужење |
|
Слобода геометрије |
Ограничено приступом алату |
Унутрашњи канали, решетке |
|
Време испоруке (сложено) |
Често 4–8 недеља + алат |
Обично 1-3 недеље |
|
Материјални отпад |
Високо на сложеним облицима |
Много ниже |
|
Завршна обрада |
Одличан као-машински обрађен |
Потребна је накнадна{0}}обрада |
3Д штампани алуминијумски делови побеђују када је геометрија сложена или је распоред скучен. За једноставне-делове велике запремине, ЦНЦ и даље често кошта мање. Рад са искусним произвођачем алуминијумских 3Д штампача помаже да се оријентација, ослонци и топлотна обрада исправе први пут.
Ваздухопловство и аутомобилска индустрија - Где смањење тежине и перформансе
Сваки грам је битан у овим индустријама. Метална 3Д штампаомогућава инжењерима да креирају носаче, кућишта, измењиваче топлоте и одабране структурне компоненте које би било тешко или скупо обрађивати од гредице.
Уобичајене апликације укључују:
Тополошки{0}}оптимизовани носачи и носачи
Комплексна кућишта и кућишта
Измењивачи топлоте са унутрашњим каналима
Канали и разводи за течност
Одабрани делови мотора и погона
НАСА је успешно{0}}тестирала ракетне млазнице од алуминијумске легуре направљене поступком адитива. Главни добици били су мања тежина и мање корака монтаже. У комерцијалном ваздухопловству и аутомобилској индустрији,3Д штампа од алуминијума за ваздухопловствои ДМЛС алуминијумска штампа редовно обезбеђују смањење масе од 20–50% на не-критичним или полу-деловима. Исти приступ је сада уобичајен за смањење неокренуте масе у возилима високих перформанси.
Медицина и здравствена заштита - Прецизност тамо где је најважније
Овде је избор материјала конкретнији. Прецизни ЦНЦ обрађени медицински производи остају стандард за многе-инструменте велике запремине којима је потребна савршена завршна обрада површине. Код трајних имплантата доминирају медицински имплантати од легуре титанијума 3Д штампани јер титанијум нуди бољу биокомпатибилност и интеграцију костију.
Алуминијум и даље има јасну улогу:
Хируршке шаблоне и водичи за{0}}специфичне за пацијенте
Лагане ручке и прибор за инструменте
Краткотрајни{0}}или прототипови без{1}}уређаја за имплантацију
Након ЦНЦ завршне обраде, тачност димензија обично достиже ±0,1 мм или боље. Мања густина алуминијума смањује тежину алата, што помаже у ограничавању замора хирурга. У стварним пројектима, алуминијум се скоро никада не бира за-имплантате који носе оптерећење-титанијум је сигурнија и прихватљивија опција-али добро функционише за помоћне алате и инструменте око тих имплантата.
Индустријска опрема, електроника и производи широке потрошње
Изван сектора високог{0}}профила, 3Д штампани алуминијумски делови се појављују у свакодневним индустријским и производним апликацијама:
Хладњаци и хладне плоче са сложеним унутрашњим путевима хлађења
Кућишта електронике којима је потребна и мала тежина и заштита
Умеци калупа са конформним каналима за хлађење
Оквири дронова и монтажне конструкције
Прилагођени елементи за аутоматизацију и крајњи{0}}ефектори
Ови послови често почињу брзим прототиповима алуминијумских делова, а касније прелазе у мале производне серије. Добра услуга 3Д штампања метала по мери може испоручити функционалне делове за неколико дана уместо недеља. Лагани делови од легуре алуминијума произведени на овај начин често комбинују смањену масу са карактеристикама које елиминишу секундарне кораке монтаже.
Студија случаја - Како је Сунхингстонес помогао клијенту да смањи време испоруке за 55%
Компанији за индустријску опрему била су потребна алуминијумска кућишта са унутрашњим каналима за хлађење за нови производ. Чиста ЦНЦ обрада са чврстих залиха значила је дуго време програмирања, вишеструка подешавања и пројектовано време испоруке од 8–10 недеља.
Сунхингстонес је предложио хибридни процес: одштампати -мрежни облик у АлСи10Мг користећи ДМЛС, а затим ЦНЦ критичне заптивне површине и интерфејсе. Првом дизајну је била потребна мала промена оријентације да би се смањили ослонци и побољшао квалитет површине на каналима за хлађење. Након тог прилагођавања, функционални прототипови су стигли за мање од три недеље.
Финални производни делови скраћују укупно време испоруке за око 55% у поређењу са оригиналним планом{1}}само за ЦНЦ. Материјални отпад је значајно опао, а интегрисани канали су побољшали термичке перформансе. Купац је касније прешао на редовне 3Д штампане алуминијумске делове на велико. Ово је врста практичног резултата способнаФабрика за 3Д штампање металаможе да испоручи када дизајн и процес раде заједно.
Да ли је 3Д штампан алуминијум прави за ваш пројекат?
Добро се уклапа када:
Део има сложене унутрашње карактеристике или користи од оптимизације топологије
Обим је мали до средњи или се дизајн често мења
Тежина или топлотне перформансе су приоритет
Потребни су вам брзи прототипни алуминијумски делови који могу да се крећу ка производњи
Обично није најбољи избор када:
Геометрија је једноставна, а запремине велике
Максимална дуктилност или век трајања замора су критични без опсежне накнадне{0}}обраде
Потребна вам је савршена{0}}обрађена површина без секундарног рада
У већини стварних пројеката, хибридни приступ (штампа + ЦНЦ завршна обрада) даје најбољу равнотежу брзине, цене и перформанси.
ФАК
П: За шта се користи метална 3Д штампа?
О: Метална 3Д штампа производи функционалне делове, алате и прототипове у ваздухопловству, аутомобилској индустрији, медицинским уређајима, електроници и индустријској опреми-нарочито када су сложена геометрија или кратко време испоруке важни.
П: Колико је јак 3Д штампан алуминијум у поређењу са ЦНЦ машинским алуминијумом?
О: АлСи10Мг делови обично достижу затезне чврстоће у истом опсегу као и многи ЦНЦ 6061-Т6 делови. Дуктилност је обично нижа, тако да је потребно обратити пажњу на топлотну обраду и оријентацију израде за критичне примене.
П: Да ли се 3Д штампани алуминијумски делови могу користити у медицинским уређајима?
О: Да, за предмете који нису-и имплантати, као што су хируршки утикачи, прибор и компоненте инструмената. Трајни имплантати скоро увек користе легуре титанијума.
П: Да ли је титанијум или алуминијум бољи за 3Д штампане импланте?
О: Титанијум је стандардни избор за имплантате због биокомпатибилности и дуготрајних{0}}перформанси. Алуминијум је погоднији за алате и привремене уређаје где су мања тежина и цена важнији.
П: Како да пронађем поузданог произвођача металне 3Д штампе?
О: Потражите доказано искуство са алуминијумом,-кућну топлотну обраду и ЦНЦ завршну обраду, јасне системе квалитета и поштен дизајн-за-повратне информације АМ-а. Затражите податке о материјалу и узорке делова пре обавезивања.
Ако процењујетеМетална 3Д штампаза алуминијумске делове-било да су прототипови, производне компоненте или су у токуВелепродаја 3Д штампаних алуминијумских делова-разговарајте са фабриком која свакодневно покреће процес. Контактирајте Сунхингстонес за преглед пројекта или понуду. Можемо вам помоћи да одлучите да ли технологија одговара вашим захтевима и временском оквиру.