पावडर मध्ये भविष्य

स्वीडिश कंपनी VBN Components पावडर वापरून अॅडिटीव्ह तंत्रज्ञान वापरून स्टील उत्पादने बनवते, मुख्यतः ड्रिल आणि मिलिंग कटर यासारखी साधने. 3D प्रिंटिंग तंत्रज्ञान फोर्जिंग आणि मशीनिंगची गरज दूर करते, कच्च्या मालाचा वापर कमी करते आणि अंतिम वापरकर्त्यांना उच्च-गुणवत्तेच्या सामग्रीची विस्तृत निवड प्रदान करते.

VBN घटकांच्या ऑफरमध्ये उदा. Vibenite 290जे, स्वीडिश कंपनीच्या मते, जगातील सर्वात कठीण स्टील आहे (72 HRC). Vibenite 290 तयार करण्याची प्रक्रिया हळूहळू सामग्रीची कडकपणा वाढवणे आहे. एकदा का या कच्च्या मालापासून इच्छित भाग छापले की, ग्राइंडिंग किंवा EDM व्यतिरिक्त इतर कोणत्याही प्रक्रियेची आवश्यकता नाही. कटिंग, मिलिंग किंवा ड्रिलिंग आवश्यक नाही. अशा प्रकारे, कंपनी 200 x 200 x 380 मिमी पर्यंत परिमाण असलेले भाग तयार करते, ज्याची भूमिती इतर उत्पादन तंत्रज्ञान वापरून तयार केली जाऊ शकत नाही.

स्टील नेहमीच आवश्यक नसते. HRL प्रयोगशाळांच्या एका संशोधन संघाने 3D प्रिंटिंग सोल्यूशन विकसित केले आहे. अॅल्युमिनियम मिश्र धातु उच्च शक्तीसह. असे म्हणतात नॅनोफंक्शनल पद्धत. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, नवीन तंत्रामध्ये 3D प्रिंटरवर विशेष नॅनोफंक्शनल पावडर लागू करणे समाविष्ट आहे, जे नंतर लेसर पातळ थरांसह "सिंटर" केले जाते, ज्यामुळे त्रि-आयामी वस्तूची वाढ होते. वितळताना आणि घनीकरणाच्या दरम्यान, मिश्रधातूच्या अभिप्रेत मायक्रोस्ट्रक्चरसाठी न्यूक्लिएशन केंद्र म्हणून काम करणाऱ्या नॅनोकणांमुळे परिणामी संरचना नष्ट होत नाहीत आणि त्यांची पूर्ण ताकद टिकवून ठेवतात.

अ‍ॅल्युमिनिअमसारखे उच्च-शक्तीचे मिश्र धातु जड उद्योग, विमानचालन (उदा. फ्यूजलेज) तंत्रज्ञान आणि ऑटोमोटिव्ह भागांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. नॅनोफंक्शनलायझेशनचे नवीन तंत्रज्ञान त्यांना केवळ उच्च शक्तीच देत नाही तर विविध आकार आणि आकार देखील देते.

वजाबाकी ऐवजी बेरीज

पारंपारिक धातूकाम पद्धतींमध्ये, कचरा सामग्री मशीनिंगद्वारे काढली जाते. अॅडिटीव्ह प्रक्रिया उलट कार्य करते - यात थोड्या प्रमाणात सामग्रीचे सलग स्तर लागू करणे आणि जोडणे, डिजिटल मॉडेलवर आधारित जवळजवळ कोणत्याही आकाराचे XNUMXD भाग तयार करणे समाविष्ट आहे.

जरी हे तंत्र आधीपासून प्रोटोटाइपिंग आणि मॉडेल कास्टिंग या दोन्हीसाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जात असले तरी, कमी कार्यक्षमता आणि असमाधानकारक सामग्री गुणधर्मांमुळे थेट वस्तू किंवा उपकरणांच्या उत्पादनात त्याचा वापर करणे कठीण झाले आहे. तथापि, जगभरातील अनेक केंद्रांमधील संशोधकांच्या कार्यामुळे ही परिस्थिती हळूहळू बदलत आहे.

परिश्रमपूर्वक प्रयोगाद्वारे, XNUMXD मुद्रणाच्या दोन मुख्य तंत्रज्ञानामध्ये सुधारणा करण्यात आली आहे: धातूचे लेसर जमा करणे (LMD) i निवडक लेसर वितळणे (ULM). लेझर तंत्रज्ञानामुळे अचूक तपशील तयार करणे आणि पृष्ठभागाची चांगली गुणवत्ता प्राप्त करणे शक्य होते, जे 50D इलेक्ट्रॉन बीम प्रिंटिंग (EBM) सह शक्य नाही. SLM मध्ये, लेसर बीमची टीप सामग्रीच्या पावडरवर निर्देशित केली जाते, 250 ते 3 मायक्रॉनच्या अचूकतेसह दिलेल्या पॅटर्ननुसार स्थानिकरित्या वेल्डिंग केली जाते. या बदल्यात, स्व-समर्थन XNUMXD संरचना तयार करण्यासाठी पावडरवर प्रक्रिया करण्यासाठी LMD लेसर वापरते.

विमानाचे भाग तयार करण्यासाठी या पद्धती अतिशय आश्वासक असल्याचे सिद्ध झाले आहे. आणि, विशेषतः, धातूचे लेसर डिपॉझिशन एरोस्पेस घटकांसाठी डिझाइनच्या शक्यता वाढवते. ते जटिल अंतर्गत संरचना आणि भूतकाळात शक्य नसलेल्या ग्रेडियंटसह सामग्रीपासून बनविले जाऊ शकतात. याव्यतिरिक्त, दोन्ही लेसर तंत्रज्ञान जटिल भूमितीची उत्पादने तयार करणे आणि मिश्र धातुंच्या विस्तृत श्रेणीपासून उत्पादनांची विस्तारित कार्यक्षमता प्राप्त करणे शक्य करते.

गेल्या सप्टेंबरमध्ये, एअरबसने जाहीर केले की त्यांनी त्याचे उत्पादन A350 XWB अॅडिटीव्ह प्रिंटिंगसह सुसज्ज केले आहे. टायटॅनियम कंस, Arconic द्वारे उत्पादित. हे संपत नाही, कारण आर्कोनिकचा एअरबससोबतचा करार टायटॅनियम-निकेल पावडरपासून 3D प्रिंटिंगसाठी प्रदान करतो. शरीराचे अवयव i प्रणोदन प्रणाली. तथापि, हे नोंद घ्यावे की आर्कोनिक लेसर तंत्रज्ञान वापरत नाही, परंतु ईबीएम इलेक्ट्रॉनिक आर्कची स्वतःची सुधारित आवृत्ती.

मेटलवर्किंगमधील अॅडिटीव्ह तंत्रज्ञानाच्या विकासातील एक मैलाचा दगड 2017 च्या शरद ऋतूमध्ये डच डेमेन शिपयार्ड्स ग्रुपच्या मुख्यालयात सादर केलेला पहिला-प्रोटोटाइप असण्याची शक्यता आहे. जहाज प्रोपेलर धातूचे मिश्रण नाव दिले VAAMpeller. योग्य चाचण्यांनंतर, त्यापैकी बहुतेक आधीच झाल्या आहेत, मॉडेलला बोर्ड जहाजांवर वापरण्यासाठी मंजूर होण्याची संधी आहे.

मेटलवर्किंग तंत्रज्ञानाचे भविष्य स्टेनलेस स्टील पावडर किंवा मिश्र धातुच्या घटकांमध्ये असल्याने, या बाजारातील प्रमुख खेळाडूंना जाणून घेणे योग्य आहे. नोव्हेंबर 2017 मध्ये प्रकाशित झालेल्या "अॅडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग मेटल पावडर मार्केट रिपोर्ट" नुसार, 3D प्रिंटिंग मेटल पावडरचे सर्वात महत्वाचे उत्पादक आहेत: GKN, Hitachi Chemical, Rio Tinto, ATI Powder Metals, Praxair, Arconic, Sandvik AB, Renishaw, Höganäs AB , Metaldyne Performance Group, BÖHLER Edelstahl, Carpenter Technology Corporation, Aubert & Duval.

प्रोपेलर प्रिंट WAAMpeller

द्रव टप्पा

सर्वात सुप्रसिद्ध मेटल अॅडिटीव्ह तंत्रज्ञान सध्या पावडरच्या वापरावर अवलंबून आहे (अशा प्रकारे वर नमूद केलेले व्हिबेनाइट तयार केले जाते) "सिंटर्ड" आणि प्रारंभिक सामग्रीसाठी आवश्यक असलेल्या उच्च तापमानात लेसर-फ्यूज केले जाते. तथापि, नवीन संकल्पना उदयास येत आहेत. बीजिंगमधील चायनीज अॅकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या क्रायबायोमेडिकल इंजिनीअरिंग प्रयोगशाळेतील संशोधकांनी एक पद्धत विकसित केली आहे. "शाई" सह 3D प्रिंटिंग, खोलीच्या तापमानापेक्षा किंचित जास्त वितळणारा बिंदू असलेल्या धातूच्या मिश्रधातूचा समावेश होतो. जर्नल सायन्स चायना टेक्नॉलॉजिकल सायन्सेसमध्ये प्रकाशित झालेल्या अभ्यासात, संशोधक लियू जिंग आणि वांग लेई यांनी नॅनोकणांच्या जोडणीसह गॅलियम, बिस्मथ किंवा इंडियम-आधारित मिश्रधातूंच्या द्रव-फेज प्रिंटिंगचे तंत्र प्रदर्शित केले.

पारंपारिक मेटल प्रोटोटाइपिंग पद्धतींच्या तुलनेत, लिक्विड-फेज 3D प्रिंटिंगचे अनेक महत्त्वाचे फायदे आहेत. प्रथम, त्रिमितीय संरचनांच्या निर्मितीचा तुलनेने उच्च दर प्राप्त केला जाऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, येथे आपण शीतलकचे तापमान आणि प्रवाह अधिक लवचिकपणे समायोजित करू शकता. याव्यतिरिक्त, द्रव प्रवाहकीय धातूचा वापर नॉन-मेटलिक सामग्री (जसे की प्लास्टिक) सह संयोजनात केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे जटिल घटकांसाठी डिझाइनच्या शक्यतांचा विस्तार होतो.

अमेरिकन नॉर्थवेस्टर्न युनिव्हर्सिटीच्या शास्त्रज्ञांनी एक नवीन मेटल 3D प्रिंटिंग तंत्र देखील विकसित केले आहे जे पूर्वी ज्ञात असलेल्यापेक्षा स्वस्त आणि कमी जटिल आहे. मेटल पावडर, लेसर किंवा इलेक्ट्रॉन बीमऐवजी ते वापरते पारंपारिक ओव्हन i द्रव साहित्य. याव्यतिरिक्त, ही पद्धत विविध प्रकारच्या धातू, मिश्र धातु, संयुगे आणि ऑक्साईडसाठी चांगले कार्य करते. हे आपल्याला प्लास्टिकसह माहित असलेल्या नोजल सीलसारखे आहे. "शाई" मध्ये इलॅस्टोमरच्या जोडणीसह विशिष्ट पदार्थात विरघळलेली धातूची पावडर असते. अर्जाच्या वेळी, ते खोलीच्या तपमानावर असते. त्यानंतर, नोजलमधून लागू केलेल्या सामग्रीचा थर भट्टीत तयार केलेल्या भारदस्त तापमानात मागील स्तरांसह सिंटर केला जातो. तंत्राचे वर्णन विशेष जर्नल Advanced Functional Materials मध्ये केले आहे.

चीनी लिक्विड मेटल फेज प्रिंटिंग पद्धत

2016 मध्ये, हार्वर्ड संशोधकांनी आणखी एक पद्धत सादर केली जी XNUMXD धातू संरचना तयार करू शकते. "हवेत" छापलेले. हार्वर्ड युनिव्हर्सिटीने एक 3D प्रिंटर तयार केला आहे जो इतरांप्रमाणे, थराने वस्तू तयार करत नाही, परंतु "हवेत" जटिल संरचना तयार करतो - त्वरित गोठवणाऱ्या धातूपासून. जॉन ए पॉलसन स्कूल ऑफ इंजिनीअरिंग अँड अप्लाइड सायन्सेसमध्ये विकसित केलेले हे उपकरण चांदीच्या नॅनोकणांचा वापर करून वस्तू मुद्रित करते. फोकस केलेला लेसर सामग्री गरम करतो आणि ते फ्यूज करतो, ज्यामुळे हेलिक्ससारख्या विविध संरचना तयार होतात.

वैद्यकीय प्रत्यारोपण आणि विमानाच्या इंजिनचे भाग यांसारख्या उच्च-सुस्पष्टता असलेल्या 3D मुद्रित ग्राहक उत्पादनांची बाजारपेठेतील मागणी वेगाने वाढत आहे. आणि उत्पादन डेटा इतरांसह सामायिक केला जाऊ शकतो म्हणून, जगभरातील कंपन्यांना, जर त्यांना मेटल पावडर आणि योग्य 3D प्रिंटरमध्ये प्रवेश असेल तर, लॉजिस्टिक्स आणि इन्व्हेंटरी खर्च कमी करण्यासाठी कार्य करू शकतात. तुम्हाला माहिती आहेच, वर्णित तंत्रज्ञान पारंपारिक उत्पादन तंत्रज्ञानाच्या पुढे, जटिल भूमितीच्या धातूच्या भागांचे उत्पादन मोठ्या प्रमाणात सुलभ करते. स्पेशलाइज्ड ऍप्लिकेशन्सच्या विकासामुळे कमी किमती आणि पारंपारिक ऍप्लिकेशन्समध्ये 3D प्रिंटिंगचा वापर करण्यासाठी मोकळेपणा होण्याची शक्यता आहे.

सर्वात कठीण स्वीडिश स्टील - 3D प्रिंटिंगसाठी:

जगातील सर्वात कठीण पोलाद - स्वीडनमधील उप्पसाला येथे बनवलेले

छपाईसाठी अॅल्युमिनियम फिल्म: 

धातूशास्त्रातील प्रगती: उच्च-शक्तीच्या अॅल्युमिनियमची 3D प्रिंटिंग