धातूचे ३डी प्रिंटिंग

अलीकडेच, आम्ही धातूचे प्रात्यक्षिक केले३डी प्रिंटिंग, आणि आम्ही ते खूप यशस्वीरित्या पूर्ण केले, तर धातू म्हणजे काय३डी प्रिंटिंग? त्याचे फायदे आणि तोटे काय आहेत?

मेटल ३डी प्रिंटिंग ही एक अ‍ॅडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग टेक्नॉलॉजी आहे जी मेटल मटेरियलचे थर थर जोडून त्रिमितीय वस्तू तयार करते. मेटल ३डी प्रिंटिंगची सविस्तर ओळख येथे आहे:

तांत्रिक तत्व
निवडक लेसर सिंटरिंग (SLS): उच्च उर्जेच्या लेसर बीमचा वापर करून धातूच्या पावडर निवडकपणे वितळवून सिंटर केले जाते, पावडर मटेरियल त्याच्या वितळण्याच्या बिंदूपेक्षा किंचित कमी तापमानाला गरम केले जाते, जेणेकरून पावडर कणांमधील धातूंचे बंध तयार होतात, ज्यामुळे वस्तूचा थर थराने तयार होतो. छपाई प्रक्रियेत, प्रथम प्रिंटिंग प्लॅटफॉर्मवर धातूच्या पावडरचा एकसमान थर घातला जातो आणि नंतर लेसर बीम वस्तूच्या क्रॉस-सेक्शन आकारानुसार पावडर स्कॅन करतो, जेणेकरून स्कॅन केलेली पावडर वितळेल आणि एकत्र घट्ट होईल, छपाईचा थर पूर्ण झाल्यानंतर, प्लॅटफॉर्म एका विशिष्ट अंतरावर खाली येतो आणि नंतर पावडरचा एक नवीन थर पसरवतो, संपूर्ण वस्तू प्रिंट होईपर्यंत वरील प्रक्रिया पुन्हा करा.
निवडक लेसर मेल्टिंग (SLM): SLS प्रमाणेच, परंतु उच्च लेसर उर्जेसह, धातूची पावडर पूर्णपणे वितळवून अधिक घन रचना तयार करता येते, उच्च घनता आणि चांगले यांत्रिक गुणधर्म मिळवता येतात आणि छापील धातूच्या भागांची ताकद आणि अचूकता जास्त असते, पारंपारिक उत्पादन प्रक्रियेद्वारे उत्पादित भागांच्या जवळ किंवा त्याहूनही जास्त असते. हे एरोस्पेस, वैद्यकीय उपकरणे आणि उच्च अचूकता आणि कार्यक्षमता आवश्यक असलेल्या इतर क्षेत्रांमध्ये भागांच्या निर्मितीसाठी योग्य आहे.
इलेक्ट्रॉन बीम मेल्टिंग (EBM): धातूच्या पावडर वितळविण्यासाठी ऊर्जा स्रोत म्हणून इलेक्ट्रॉन बीमचा वापर. इलेक्ट्रॉन बीममध्ये उच्च ऊर्जा घनता आणि उच्च स्कॅनिंग गतीची वैशिष्ट्ये आहेत, ज्यामुळे धातूची पावडर लवकर वितळू शकते आणि छपाईची कार्यक्षमता सुधारू शकते. व्हॅक्यूम वातावरणात छपाई केल्याने छपाई प्रक्रियेदरम्यान धातूच्या पदार्थांची ऑक्सिजनशी होणारी प्रतिक्रिया टाळता येते, जे टायटॅनियम मिश्र धातु, निकेल-आधारित मिश्र धातु आणि ऑक्सिजन सामग्रीशी संवेदनशील असलेल्या इतर धातूंच्या पदार्थांच्या छपाईसाठी योग्य आहे, जे बहुतेकदा अवकाश, वैद्यकीय उपकरणे आणि इतर उच्च-स्तरीय क्षेत्रात वापरले जातात.
मेटल मटेरियल एक्सट्रूजन (ME): मटेरियल एक्सट्रूजन आधारित उत्पादन पद्धत, एक्सट्रूजन हेडद्वारे धातूचे मटेरियल रेशीम किंवा पेस्टच्या स्वरूपात बाहेर काढणे आणि त्याच वेळी उष्णता आणि बरे करणे, जेणेकरून थर-दर-थर संचय मोल्डिंग साध्य करता येईल. लेसर मेल्टिंग तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, गुंतवणूक खर्च कमी, अधिक लवचिक आणि सोयीस्कर आहे, विशेषतः ऑफिस वातावरण आणि औद्योगिक वातावरणात लवकर विकासासाठी योग्य आहे.
सामान्य साहित्य
टायटॅनियम मिश्रधातू: उच्च शक्ती, कमी घनता, चांगली गंज प्रतिकारशक्ती आणि जैव सुसंगतता हे फायदे आहेत, जे एरोस्पेस, वैद्यकीय उपकरणे, ऑटोमोटिव्ह आणि विमान इंजिन ब्लेड, कृत्रिम सांधे आणि इतर भागांच्या निर्मितीसारख्या इतर क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
स्टेनलेस स्टील: चांगले गंज प्रतिरोधक, यांत्रिक गुणधर्म आणि प्रक्रिया गुणधर्म आहेत, तुलनेने कमी किंमत आहे, धातूच्या 3D प्रिंटिंगमध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या साहित्यांपैकी एक आहे, विविध यांत्रिक भाग, साधने, वैद्यकीय उपकरणे इत्यादी तयार करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते.
अॅल्युमिनियम मिश्रधातू: कमी घनता, उच्च शक्ती, चांगली थर्मल चालकता, उच्च वजन आवश्यकता असलेल्या भागांच्या निर्मितीसाठी योग्य, जसे की ऑटोमोबाईल इंजिन सिलेंडर ब्लॉक, एरोस्पेस स्ट्रक्चरल भाग इ.
निकेल-आधारित मिश्रधातू: उत्कृष्ट उच्च तापमान शक्ती, गंज प्रतिकार आणि ऑक्सिडेशन प्रतिरोधकतेसह, ते बहुतेकदा विमान इंजिन आणि गॅस टर्बाइन सारख्या उच्च तापमान घटकांच्या निर्मितीमध्ये वापरले जाते.
फायदा
उच्च दर्जाचे डिझाइन स्वातंत्र्य: पारंपारिक उत्पादन प्रक्रियेत साध्य करणे कठीण किंवा अशक्य असलेल्या जाळीच्या रचना, टोपोलॉजिकल ऑप्टिमाइझ केलेल्या रचना इत्यादी जटिल आकार आणि संरचनांचे उत्पादन साध्य करण्याची क्षमता, उत्पादन डिझाइनसाठी अधिक नाविन्यपूर्ण जागा प्रदान करते आणि हलके, उच्च-कार्यक्षमता असलेले भाग तयार करू शकते.
भागांची संख्या कमी करा: अनेक भाग एका संपूर्ण भागामध्ये एकत्रित केले जाऊ शकतात, ज्यामुळे भागांमधील कनेक्शन आणि असेंब्ली प्रक्रिया कमी होते, उत्पादन कार्यक्षमता सुधारते, खर्च कमी होतो, परंतु उत्पादनाची विश्वासार्हता आणि स्थिरता देखील सुधारते.
जलद प्रोटोटाइपिंग: ते कमी वेळात उत्पादनाचा प्रोटोटाइप तयार करू शकते, उत्पादन विकास चक्राला गती देऊ शकते, संशोधन आणि विकास खर्च कमी करू शकते आणि उद्योगांना उत्पादने जलद बाजारात आणण्यास मदत करू शकते.
सानुकूलित उत्पादन: ग्राहकांच्या वैयक्तिक गरजांनुसार, वैद्यकीय इम्प्लांट्स, दागिने आणि इतर सानुकूलित क्षेत्रांसाठी योग्य असलेल्या वेगवेगळ्या ग्राहकांच्या विशेष गरजा पूर्ण करण्यासाठी अद्वितीय उत्पादने तयार केली जाऊ शकतात.
मर्यादा
खराब पृष्ठभागाची गुणवत्ता: छापील धातूच्या भागांची पृष्ठभागाची खडबडीतपणा तुलनेने जास्त असते आणि पृष्ठभागाची फिनिश सुधारण्यासाठी, उत्पादन खर्च आणि वेळ वाढविण्यासाठी, ग्राइंडिंग, पॉलिशिंग, सँडब्लास्टिंग इत्यादी प्रक्रिया नंतर करणे आवश्यक असते.
अंतर्गत दोष: छपाई प्रक्रियेदरम्यान छिद्रे, न जोडलेले कण आणि अपूर्ण संलयन यासारखे अंतर्गत दोष असू शकतात, जे भागांच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर परिणाम करतात, विशेषतः उच्च भार आणि चक्रीय भार वापरताना, छपाई प्रक्रियेच्या पॅरामीटर्सचे अनुकूलन करून आणि योग्य पोस्ट-प्रोसेसिंग पद्धतींचा अवलंब करून अंतर्गत दोषांची घटना कमी करणे आवश्यक आहे.
साहित्याच्या मर्यादा: उपलब्ध असलेल्या धातूच्या 3D प्रिंटिंग मटेरियलचे प्रकार वाढत असले तरी, पारंपारिक उत्पादन पद्धतींच्या तुलनेत अजूनही काही विशिष्ट मर्यादा आहेत आणि काही उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या धातूच्या मटेरियल प्रिंट करणे अधिक कठीण आहे आणि त्यांची किंमत जास्त आहे.
खर्चाच्या समस्या: धातूच्या 3D प्रिंटिंग उपकरणे आणि साहित्याची किंमत तुलनेने जास्त आहे आणि छपाईचा वेग कमी आहे, जो मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी पारंपारिक उत्पादन प्रक्रियेइतका किफायतशीर नाही आणि सध्या तो प्रामुख्याने लहान बॅच, सानुकूलित उत्पादन आणि उच्च उत्पादन कामगिरी आणि गुणवत्ता आवश्यकता असलेल्या क्षेत्रांसाठी योग्य आहे.
तांत्रिक गुंतागुंत: मेटल 3D प्रिंटिंगमध्ये जटिल प्रक्रिया पॅरामीटर्स आणि प्रक्रिया नियंत्रण समाविष्ट असते, ज्यासाठी व्यावसायिक ऑपरेटर आणि तांत्रिक समर्थन आवश्यक असते आणि ऑपरेटरची उच्च तांत्रिक पातळी आणि अनुभव आवश्यक असतो.
अर्ज फील्ड
एरोस्पेस: एरो-इंजिन ब्लेड, टर्बाइन डिस्क, विंग स्ट्रक्चर्स, सॅटेलाइट पार्ट्स इत्यादी तयार करण्यासाठी वापरले जाते, जे पार्ट्सचे वजन कमी करू शकतात, इंधन कार्यक्षमता सुधारू शकतात, उत्पादन खर्च कमी करू शकतात आणि पार्ट्सची उच्च कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता सुनिश्चित करू शकतात.
ऑटोमोबाईल: ऑटोमोबाईलचे हलके डिझाइन साध्य करण्यासाठी, इंधन बचत आणि कामगिरी सुधारण्यासाठी ऑटोमोबाईल इंजिन सिलेंडर ब्लॉक, ट्रान्समिशन शेल, हलके स्ट्रक्चरल पार्ट्स इत्यादींचे उत्पादन करा.
वैद्यकीय: रुग्णांच्या वैयक्तिक फरकांनुसार, सानुकूलित उत्पादनानुसार वैद्यकीय उपकरणे, कृत्रिम सांधे, दंत ऑर्थोटिक्स, इम्प्लांट करण्यायोग्य वैद्यकीय उपकरणे इत्यादींचे उत्पादन, वैद्यकीय उपकरणांची योग्यता आणि उपचार परिणाम सुधारते.
साच्याचे उत्पादन: इंजेक्शन साचे, डाय कास्ट साचे इत्यादींचे उत्पादन, साच्याचे उत्पादन चक्र कमी करते, खर्च कमी करते, साच्याची अचूकता आणि जटिलता सुधारते.
इलेक्ट्रॉनिक्स: जटिल संरचनांचे एकात्मिक उत्पादन साध्य करण्यासाठी, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची कार्यक्षमता आणि उष्णता नष्ट होण्याचा प्रभाव सुधारण्यासाठी रेडिएटर्स, शेल, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचे सर्किट बोर्ड इत्यादींचे उत्पादन करा.
दागिने: डिझायनरच्या सर्जनशीलतेनुसार आणि ग्राहकांच्या गरजांनुसार, उत्पादन कार्यक्षमता आणि उत्पादन वैयक्तिकरण सुधारण्यासाठी विविध प्रकारचे अद्वितीय दागिने तयार केले जाऊ शकतात.