Wysokoprecyzyjny druk 3D z wykorzystaniem proszku metalowego - Produkcja i przetwarzanie dzięki próżni

Wysokoprecyzyjny druk 3D z wykorzystaniem proszku metalowego - Produkcja i przetwarzanie dzięki próżni

Przemysłowy druk 3D nabiera coraz większego znaczenia. Proszki metali są coraz częściej używane w wytwarzaniu przyrostowym, jak nazywa się to w żargonie technicznym. Pompy próżniowe Busch są stosowane w kluczowych etapach procesu produkcji i przetwarzania proszków metalowych.
3D-printing-metal-1.jpg

Próżnia tworzy środowisko pozwalające zachować czystość materiału

Proszki metali są często wytwarzane za pomocą metody VIGA (próżniowe topienie indukcyjne z atomizacją gazem obojętnym). Pierwotny metal jest topiony w próżniowym piecu indukcyjnym. Próżnia zapewnia odgazowanie stopu, a tym samym powstanie metalu o niskiej inkluzji i wysokiej czystości. Firma Busch oferuje różne technologie próżniowe do usuwania gazów z pieców.

Upłynniony materiał jest następnie przepuszczany przez dyszę z gazem obojętnym, na przykład argonem pod wysokim ciśnieniem. Podczas tego procesu powstają drobne kuliste krople, które po schłodzeniu zamieniają się w cząsteczki proszku. Ich kulisty kształt gwarantuje płynność proszku i ułatwia jego dalszą obróbkę.

Precyzja technologii typu powder bed

Obecnie istnieje cała gama metod wykorzystania metali w druku 3D. Proces typu powder bed pozwala na uzyskanie najwyższej precyzji. W tym procesie elementy są wytwarzane warstwa po warstwie w pojemniku z opuszczaną podłogą poprzez precyzyjne nałożenie warstwy proszku metalowego o grubości mierzonej w µm.

Sterowany komputerowo laser lub wiązka elektronów podgrzewa drobnoziarnisty materiał. Zogniskowane topnienie cząsteczek proszku powoduje wytworzenie komponentu określonego przez model CAD. Z luźnego proszku powstają lite struktury. Gdy warstwa jest gotowa, podłoga się opuszcza. Nanoszony jest nowy proszek, a następna warstwa nakładana jest na warstwę znajdującą się poniżej. Warstwa po warstwie, w ten sposób wytwarzany jest przedmiot. Dzięki wysokiej precyzji lasera i wiązki elektronów obróbka końcowa często nie jest już wymagana.

Stabilność i zapobieganie kolizjom

Wiązka elektronów składa się z silnie przyspieszonych cząstek, które są szybko i precyzyjnie kierowane przez pola magnetyczne. Dzięki próżni nie zderzają się one z innymi cząstkami na drodze od źródła wiązki do wytwarzanego przedmiotu. Próżnia może być również wykorzystana do stabilizacji przetwarzanego elementu. Drobiny proszku są utrzymywane w miejscu dzięki sile ssącej od spodu. Zapobiega to przesuwaniu się elementu podczas nakładania nowych warstw proszku. Firma Busch oferuje pompy próżniowe, które są optymalnie przystosowane do procesu powder bed.

W procesie natryskiwania proszkowego proszek metalowy jest natryskiwany przez dyszę w wiązkę laserową. Stopiony przez laser osadza się w formie kropli na podłożu. Zazwyczaj proces ten jest stosowany z wykorzystaniem stołu obrotowo-uchylnego. Element uzyskuje swój kształt przez obracanie i przechylanie podstawy pod nieruchomą dyszą.

W metodzie drutowego napawania laserowego LMD (proces spawania łukowego) zamiast proszku w wiązce laserowej umieszczany jest drut. Drut jest tańszy niż proszek, ale proces jest mniej precyzyjny.

Proces spawania łukowego (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) w zasadzie jest zwyczajnym procesem spawania. Tworzenie spoiny jest sterowane komputerowo, a szew spawalniczny jest stale nabudowywany w celu osiągnięcia pożądanego kształtu. W tym procesie nawet duże obiekty mogą być produkowane stosunkowo tanio i szybko. Jednak dokładność wymiarowa wytwarzanego elementu jest stosunkowo niska, a do uzyskania określonego wykończenia powierzchni wymagana jest w każdym przypadku ponowna obróbka.


Subskrybuj biuletyn „World of Vacuum"!
Subskrybuj teraz, aby otrzymywać najnowsze ciekawe wiadomości z branży urządzeń próżniowych.

SUBSKRYBUJ