Hogyan erősíthető meg a 3d nyomtatott alkatrészek

az additív gyártás fokozatosan tehetetlenné válik az ipar különböző ágaiban. A hálózati akadályok egyike azonban az alkatrészek tartóssága és teljesítménye – a 3D nyomtatott alkatrészek megerősítésének szükségessége a legfontosabb. Mivel a 3D nyomtatókban a leggyakrabban használt anyag a polimer vagy műanyag formája, a folyamat során előállítható alkatrészek típusának és tartósságának korlátai mindenki számára láthatók. Szerencsére számos új fejlesztés és jövőbeli lehetőség van az erősebb alkatrészek gyártásában – képesek versenyezni és versenyezni az acél és a kompozit alkatrészekkel. A 3D nyomtatott alkatrészek megerősítésének képessége egy teljesen új értékréteget adna a 3D nyomtatási folyamathoz.

új eljárások az additív gyártásban:

az első erőfeszítések a 3D nyomtatott alkatrészek megerősítésére a nagy szilárdságú anyagok egyszerű felhasználására összpontosítottak, ezért a 3D nyomtatókat az ilyen lerakódás követelményeihez igazították. Az SLS (vannak más folyamatok is) az additív gyártás egyik módszere, amely nagy szilárdságú alkatrészeket biztosít és nagyon keresett munkakörülményekkel épít alkatrészeket. Ezek a folyamatok kereskedelmi forgalomban kaphatók különböző vállalatoknál, és SLM (szelektív lézeres olvadás), EBM (elektronnyaláb olvadás) és DMLS (közvetlen fém lézeres szinterezés) néven ismertek. Porleválasztási módszerre támaszkodnak a porrétegek eloszlatására és a megkötött vagy megolvadt rétegek felépítésére.

ezek a folyamatok azonban nagyon drágák és erőforrás-és energiafogyasztás szempontjából igényesek. Ezenkívül használatuk még mindig csak néhány alkatrészre korlátozódik, tekintettel az alkatrészek ellenőrzésének összetettségére és a drága, ha nem elérhető elemzési protokollokra (amelyek tanúsítási és tesztelési célokra szükségesek).

Szálerősítés:

a kompozitok túlfeszültsége óta a “minden jobb, ha egy maroknyi szálat dobnak be” egy ideig trend lett. Ezért érthető fejlemény volt a rövid szénszálak bedobása a 3D nyomtató gyantájába. Végül is a gyanta mátrixként fog működni, és a szálak biztosítják a kívánt mechanikai tulajdonságokat egy erős részben. Mondanom sem kell, hogy sokan megtanulták a költségeiket, hogy nem, egy marék hosszú, és még rosszabb, rövid szén/üvegszál dobása az üstbe nem teszi jobbá az alkatrészeket. Ha bármi, akkor katasztrofálisnak bizonyulhatnak ezen összetevők anizotrópiájának gondatlansága és az általuk igényelt számítások és tanulmányok mennyiségének ismerete miatt, mielőtt azokat kompozitba foglalnák, és egy adott felhasználásra strukturálnák őket. A rétegek mikromechanikájának és a megerősített gyanta folyadékdinamikájának kutatása folyamatban van, hogy ellenőrizzék a szálak orientációjának és tulajdonságainak kiszámíthatóságát az FDM folyamat során.

Fiber routing:

van egy tájékozottabb módja annak, hogy tartalmazza szálak egy 3D nyomtatott része: vagy a 3D nyomtatók egyes márkáin keresztül, amelyek lehetővé teszik a felhasználó számára, hogy kiválassza a szálirányítást és ezáltal a tájolást a rétegek felépítése közben, vagy kézi összetétel útján a kívánt rész 3D nyomtatott héjának kitöltésével. Mindkét módszert széles körben használják a hobbisták. Bár ezek a módszerek kielégítő eredményeket adhatnak, kiterjedt utókezelést igényelnek, és nem használják nagy léptékű alkatrészeken, nem is beszélve ipari célokra.

alkatrészek adaptálása:

alkalmanként az alkatrészek modelljének teljes felülvizsgálatára lesz szükség, amikor azt szeletelőhöz nyújtják be. Az alakzatok újragondolásától a geometria méretezéséig és bizonyos funkciók módosításáig számos trükk van a 3D nyomtatáshoz. Annak biztosítása érdekében, hogy egy alkatrész önmagában erős legyen, vagy támaszokkal szerelik össze, vagy hővel és speciális bevonattal kezelik. Ezek a folyamatok a jelenleg leggyakrabban alkalmazott eljárások, amelyek azt jelentik, hogy még mindig szükség van az AM széles körű használatának ösztönzésére.

annak ellenére, hogy a penészáramlás viszkoelasztikus aspektusán, a rövid szálorientáción és a rajta lévő kontroll mértékén keresztül folynak kutatások, vannak ígéretes eredmények. Hamarosan automatizálhatjuk az egész folyamatot, és eljuthatunk ahhoz a helyzethez, hogy egy maroknyi rövid szénszál lerakása a gépbe megfelelő orientációt eredményez egy 3D nyomtatott alkatrészen belül. Bár még sok munka van hátra, nem kétséges, hogy a 3D nyomtatott alkatrészek megerősítéséhez szükséges folyamat a helyes irányba halad.

További információ a 3D nyomtatásról:

• a legjobb 3D nyomtató 1000 alatt
• a fém vs. Műanyag 3D nyomtatás
• 3D nyomtatás Fémporokkal
• forradalmian új fém 3D nyomtatási technológia (szelektív LED-alapú olvadás)
• 3D nyomtatási szoftver áttekintése
• használt szakácsolaj a McDonalds-tól: fenntartható anyag a 3D nyomtatáshoz
• Markforged Metal X ár, technológia és 3D nyomtatási anyagok