金属 3D 打印三步法
金属 3D 打印为技术和商业开启了一个全新的制造能力世界。它消除了对模具支出的需求,从而显着降低了每个零件的成本,并通过增材工艺提供了几何自由度。此外,金属 3D 打印允许自动化,因为打印机可以根据设计文件自动生产零件。
尖端制造商已经在利用这项技术来快速制作金属 3D 打印零件的原型或按需打印替换零件。
但这一切是如何运作的?在此视频中,我们请应用工程师 Tripp Burd 带我们了解整个 Markforged 金属 3D 打印过程,从设计到功能性金属部件。
第 1 步:打印
每个 3D 打印零件都从 CAD 开始,您可以在其中设计零件。然后导出到 STL 并上传到 Eiger。 Eiger 是一个基于云的切片和打印管理系统,每个 Markforged 产品都随附。 Eiger 会根据您用于作业的材料和打印机自动配置您的零件。
当 Eiger 对您的零件进行切片时,它会按比例放大以解决下游工艺中的收缩和变形问题。然后 Eiger 将您的零件切成离散层并识别悬垂特征,并在您的零件下方构建支撑和木筏。
Eiger 还监控金属部件在过程的每个阶段的进度。使用打印软件准备打印后,是时候转向金属 3D 打印机本身,即 Metal X。
在开始打印之前,Metal X 使用独特的喷嘴触发过程自动映射和调平打印床,以确保第一层打印正确。打印由两种材料制成,存储在位于打印机顶部的加热室中。第一种材料是金属,第二种材料是陶瓷脱模剂。这种灯丝材料是安全悬浮在两部分塑料粘合剂中的金属粉末。灯丝被加热并挤压到构建板上,在那里逐层构建部件。脱模材料作为零件与其支撑件之间的界面被挤出,因此一旦您的零件从炉中出来,就可以轻松移除。
与其他金属 3D 打印系统不同,Metal X 工艺不使用松散的金属粉末,从而实现更安全、更具成本效益的工作流程。
Markforged Metal X 系统能够打印 17-4 PH 不锈钢、H13、A2 和 D2 工具钢、铜和 Inconel 625,以及目前正在开发的其他几种材料。您可以通过快速转换轻松地在材料之间切换。
零件打印完成后,打印机将通过电子邮件通知您。此时,您可以前往打印机,从构建表上取下零件,并清理床。
在这个阶段,打印的部分是绿色的。下一步,我们将把它放入清洗中进行脱脂过程。
第 2 步:清洗
在清洗阶段,Markforged 的 Wash-1 去除了第一阶段的粘合材料。将绿色部分从打印机中取出并放入清洗篮中,然后将其放入溶剂中。
在此阶段,清洗时间会有所不同,从几小时到几天不等,具体取决于零件最厚的区域。洗涤完成后,你有一个棕色的部分。然后我们进入烧结过程。
第 3 步:烧结
烧结将棕色零件转变为全金属零件。为此,缓慢升高温度以烧掉痕量的剩余粘合材料。随着温度逐渐接近材料的熔点,金属颗粒融合在一起形成坚固的金属部件。
Markforged Sinter-2 是一款专为中等批量生产和较大印刷零件而设计的熔炉。 Sinter-2 和其他 Markforged 烧结炉使用无碳罐,以确保成品符合零件质量和合金成分标准。
每次运行大约需要一天时间,并且可以使用 Eiger 软件进行远程监控。运行完成后,可以从熔炉中取出装有成品金属件的入孵机托盘。一旦从木筏上取下,这些部件就可以使用了。
在熔炉中,支撑物、筏板和打印机部件之间的印刷离型材料层变成粉末。这样可以将结构固定在筏板上,以便在整个过程中更好地控制收缩和精度,而且在烧结后易于释放。
在此阶段,您的零件已完全烧结并可以使用。它可以根据最终应用的需要进行后加工、抛光或其他处理,但在许多用途中,此过程后零件的精度和强度意味着它已准备好安装。
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通过这个过程,您可以看到金属 3D 打印如何提供一种安全且具有成本效益的金属增材制造方法。这些流程已经在推动精益制造的创新。详细了解金属 3D 打印的最佳材料,以及 3D 打印的历史。
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