금속 인쇄 재료의 재활용 속도가 높습니까?

一, 기술 원리 : 자료를 선택하고 인터페이스를 제어하는 ​​주요 아이디어.
Multi - Metal 3D 프린팅의 주요 목표는 둘 이상의 금속을 가져와 야금적으로 함께 융합하는 것입니다. 이를 수행하는 두 가지 주요 방법이 있습니다 : 파우더 베드 용융 (SLM/L - PBF) 및 지시 된 에너지 증착 (DED). SLM 기술을 예를 들어, 멀티 - 금속 인쇄를 가능하게하려면 세 가지 기본 기술 문제를 해결해야합니다.
재료 호환성 제어
열 팽창 계수의 10% 미만과 200도 미만의 용융점의 차이를 갖는 금속 조합을 선택하십시오. NASA는 GRCOP - 42 구리 합금 (Melting Point 1083도) 및 HR - 1 니켈 기반의 고온 합금 (Melting Point 1390도)의 조합을 사용하여 로켓 엔진 연소 챔버를 만듭니다. 그들은 레이저 에너지 밀도 (120-150 j/mm ³)와 스캐닝 속도 (800-1200 mm/s)를 제어하여 두 재료를 함께 결합하는 0.3mm 전환층을 생성함으로써이를 수행합니다. 인터페이스에서의 인장 강도는 420 MPa이며, 이는 전형적인 브레이징 방법보다 60% 높다.
분말 확산 시스템의 리노베이션
기존의 단일 - 재료 분말 확산 공정은 다중 - 금속 교대 증착의 요구 사항에 부적절합니다. Fraunhofer IGCV 실험실의 정전기 흡착 분말 확산 장치는 -5000V 정전기 필드를 시공 플랫폼에 전달함으로써 다른 금속 분말을 선택적으로 흡수 할 수 있습니다. 이 시스템은 CW106C 구리 합금 분말 (내부 층)과 1.2709 스틸 파우더 (외부 층)를 매우 정확하게 퍼 뜨리면서 구리 강철 재킷 챔버를 만들었습니다. 또한 분말의 98%를 회수하는데, 이는 전형적인 기계적 스크레이퍼 분말 확산보다 3 배 더 효율적입니다.
프로세스 매개 변수 제어 실시간
다중 금속으로 인쇄 할 때는 레이저 강도, 스캐닝 방법 및 기타 설정을 각 재료 영역에 대해 실시간으로 변경해야합니다. Meltio의 3E 금속 증착 기술은 스마트 센서를 사용하여 용융 풀의 온도를 실시간으로 주시합니다 (± 5도 오류). 또한 티타늄 합금 (400W의 레이저 전력) 및 알루미늄 합금 (250W의 레이저 전력)의 증착 파라미터와 자동으로 일치합니다. 항공 엔진 용 괄호를 만들 때이 기술은 티타늄 합금 영역을 38% 더 단단하고 알루미늄 합금 영역을 18% 더 길게 만들어 단일 재료의 인쇄 성능보다 25% 더 좋습니다.
2, 일반적인 사용 : 실험실에서 공장 실습으로 이동
1. 항공 우주 : 연소실을 더 가볍고 열 관리하는 데 더 나은
로켓 엔진의 연소실은 - 180도에서 3000도에서 가스 플러싱 및 액체 산소 냉각을 처리 할 수 ​​있어야합니다. 전통적인 제조에서 구리 합금 라이닝과 니켈 - 기반 합금 쉘을 연결하려면 폭발물과 함께 용접해야합니다. 이 절차는 최대 6 개월이 걸릴 수 있습니다. Multi - 금속 3D 프린팅 기술을 사용한 후, SLM 기술을 사용하여 만든 독일 Safran Group의 구리 스틸 바이메탈 연소실은 제조 시간을 반으로 줄이고 40% 가벼워졌습니다. 주요 혁신은 기능적으로 등급이 매겨진 재료 설계를 사용하는 것입니다. 구리 합금 (GRCOP-84)과 강철 (316L) 사이에는 0.5mm 두께의 Nicraly 전이층이 있습니다. 이 층은 열 팽창 계수를 16.5 × 10/도에서 12.8 × 10 ℃에서 12.8 × 10 ℃로 부드럽게 변화시켜 인터페이스에서 응력 농도를 제거합니다.
2. 에너지 장비 : 적합성 냉각 채널 제조의 혁명
사출 금형 만들기에서 전통적인 냉각수 채널은 대부분 처리 한계로 인해 직선입니다. 이로 인해 금형의 온도 필드는 (최대 30 도의 차이) 고르지 않게하여 성형 제품의 품질을 낮 춥니 다. Aerosint의 Bimetallic SLM 기술은 금형 인서트 내부의 구리 합금 (Cucr1ZR) 냉각 채널을 인쇄하여 냉각을 3 배 더 효과적으로 만듭니다. 이 방법은 자동차 범퍼 곰팡이를 45 초에서 18 초로 만드는 냉각 시간을 줄이고 단일 - 피스 생산의 에너지 사용을 60%줄이며 금형을 2 백만 배 이상 지속시킵니다.
3. 생물 의학 : 개인화 된 임플란트의 성능을 사용자 정의합니다
전통적인 티타늄 합금 보철 관절이 뼈와 완전히 통합 되려면 6 ~ 12 개월이 걸립니다. 노스 웨스턴 폴리 테크닉 대학의 연구원들은 3D 프린트 티타늄 탄탈 룸 바이메탈 임플란트에 대한 새로운 방법을 제시했습니다. 그들은 Tantalum (TA) 다공성 구조 (65% 다공성, 500 μm 기공 크기)를 티타늄 합금 (TI6AL4V)의 표면에 넣음으로써이를 수행합니다. 이것은 임플란트와 뼈 조직 사이의 결합을 3 배 더 강하게 만듭니다. 임상 증거는이 기술의 고관절 임플란트가 수술 후 3 개월 후 92%의 뼈 통합 속도를 가지고 있음을 보여줍니다. 이것은 전형적인 티타늄 합금 임플란트의 회복 시간보다 50% 짧습니다.