Аддитивное производство металлов (АМ)

Аддитивное производство

Аддитивное производство металлов (АМ) стало важнейшей частью промышленных технологических процессов. В связи с сокращением времени изготовления пресс-форм и возможностью включения конформных каналов охлаждения многие в литейной промышленности приняли использование АМ.

 

Однако иногда для применения инструментов требуются формы, которые отклоняются от стандартных геометрических форм. Эти формы также могут требовать высокой шероховатости поверхности. В этом случае необходимо еще одно действие.

Из-за сложной формы многие часто полагаются на ручную полировку. Хотя ручная полировка позволяет уделять больше внимания деталям, она не обладает повторяемостью, точностью и требует высокого уровня подготовки. Некоторые исследователи предложили альтернативные варианты обработки поверхности, такие как контролируемая механическая полировка или лазерная полировка. К сожалению, эти альтернативы либо имеют ошибки, либо не получают широкого признания.

 

Исследователи из Технического университета Дании предложили новый подход к получению многослойных аддитивно изготовленных литейных вставок. Этот подход использует комбинацию трех различных процессов-электроформования (эф), термического распыления и селективного лазерного плавления (СЛМ). При экспериментировании этого нового процесса исследователи учитывали толщину слоя никеля с температурной чувствительностью, уплотнение образца и толщину термически напыленного слоя никеля.

 

Трехпроцессный подход

Давайте рассмотрим, как эти три аддитивных процесса используются вместе в этом новом подходе. Сочетание непрямой оснастки с EF-которая использует алмазную обработку-производит пресс-формы с оптическим качеством поверхности и высокой точностью, устраняя поверхностные дефекты, такие как царапины, пузырьки или сколы. Этот комбинированный процесс также сокращает длительные операции полировки или химические отложения, сокращая время и стоимость изготовления пресс-форм. Наконец, EF может производить охлаждающие каналы, которые помогают контролировать и поддерживать постоянную температуру пресс-формы.

 

Затем добавляется процесс SLM к этому подходу. SLM использует лазерный луч со значительной тепловой мощностью, который плавит последовательные слои порошка. Без этого трехпроцессного подхода SLM вызывает повышение температуры в слое никеля, что снижает твердость и качество поверхности слоя. Однако термическое напыление буферного слоя никеля—в ходе которого металлические частицы полностью или частично расплавляются и прилипают к покрытой поверхности, может предотвратить чрезмерное нагревание слоя никеля.

 

Аддитивное производство металлов
Аддитивное производство металлов

Создание пресс-формы

Исследователи использовали этот трехфазный подход для создания тестовой формы вставки. Они выбрали прототип пресс-формы с плоской поверхностью и без каналов охлаждения, чтобы упростить результаты. Плоская поверхность и простая форма позволили им использовать автоматическую полировку вместо алмазной обработки для достижения оптического качества поверхности.

 

В этом эксперименте они выбрали бескислородную медь в качестве подложки для EF никеля. Они завершили процесс эф в сульфаматной ванне, поддерживаемой при постоянной температуре 36oC. Через 30 часов они нанесли толстое никелевое покрытие на медную подложку из-за ее прочности сцепления, обеспечивая непрерывность. Затем они использовали SLM для создания формы поверх слоя никеля. Они удалили медную подложку с помощью травления. Наконец, они установили вставку в стандартную основу пресс-формы для испытаний на литье под давлением.

 

Результаты формования

Одновременное применение тепла и давления в течение 1000 циклов впрыска вызывало повторную термическую усталостную нагрузку на вставку пресс-формы, повышая температуру никеля и вызывая рекристаллизацию.

 

На протяжении всего процесса формования исследователи тщательно исследовали электроформованный слой никеля на наличие признаков роста зерен. Они также измерили твердость слоя никеля EF после удаления медного мастера и завершения всех 1000 циклов литья под давлением.

 

Несмотря на значительную термическую усталостную нагрузку, существенных изменений уровней твердости или шероховатости поверхности пластины не произошло, что доказывает, что многослойная и многометаллическая форма может выдерживать эти условия постоянно. Этот эксперимент показывает, что сочетание процессов электроформования, термического напыления и селективного лазерного плавления позволяет получать литейные вставки с оптическим качеством поверхности.

5 Replies to “Аддитивное производство металлов (АМ)”

  1. Пока что организовали необходимое действие. Поделились с знакомыми наиболее ценным — представленной информацией.

  2. Хорошо, что вообще лично мне встретилась данная статья. Планирую сделать соискательскую работу по представленной теме.

  3. Сию информацию разыскали абсолютно ненароком. Она разрешила задачу, ту что волновала меня лично уже пару рабочих дней.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *