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金属3D打印的过程,总共分3步

发布时间:2020-07-01

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金属3D打印为技术和商业开启了一个全新的制造能力的世界。它消除了制造工具的需求,从而极大地降低了每个部件的成本,并通过增材过程提供了几何自由度。此外,3D打印金属提高了生产的自动化,因为打印机可以从设计文件自动生产金属件。

世界顶尖的制造商们已经在利用这项金属3D打印技术打印快速金属原型或按需打印替换零件。

但这一切是如何运作的呢?我们请到了应用工程师Tripp Burd带领我们完成了Markforged metal 3D打印的整个过程,从设计到功能金属部件。

金属3D打印过程中的三个主要步骤是打印、清洗和烧结。每一步都是单独的全新领域,使得金属3D打印从传统制造中脱颖而出。

Step 1: Print

每个3D打印件都是从CAD开始的,在那里你可以设计你的零件。然后导出到STL并上传到Eiger中。Eiger是一个基于云端切片和打印的管理系统,每一个Markforged产品都使用同一软件。Eiger会根据你工作中使用的材料和打印机自动配置你的部件的打印设定。

当Eiger对设计进行切片时,尺寸会被放大,以补偿在后面工艺中出现的收缩和变形。然后,Eiger将您的部分分割成离散的层,并确定悬垂的特征,并在您的设计下生成必要的支撑结构。

Eiger也可以实时监控金属件在整个过程中每个阶段的进展。在打印软件准备好打印之后,是时候使用金属3D打印机了,Metal X。



在开始打印前,Metal X会自动调平打印底板,通过一个独特的喷嘴触摸底板的过程,以确保第一层打印正确。打印是由储存在打印机顶部加热室的两种材料制成的。第一种材料是金属,第二种材料是陶瓷。这种长丝线材是金属粉末,安全地悬浮在两部分塑料粘合剂内。灯丝被加热并挤压到打印底板上,在那里该部分一层一层地打印起来。陶瓷隔离层会形成部件和支撑之间的媒介,这样一旦你的设计出了熔炉,就很容易移除。

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、更经济的工作流程提供给大众。

Markforged Metal X系统能够打印17-4 PH不锈钢、H13、A2和D2模具钢、铜和Inconel 625,以及其他几种目前正在开发的材料。你可以很容易地在不同材质之间快速切换

一旦您的设计完成打印,打印机将通过电子邮件通知您。此时,您可以转到打印机,从打印板中轻松分离部件,并清除底板。

在这个阶段,打印的部分是绿模的形式。下一步,我们将把它放入Wash进行脱蜡过程。

Step 2: Wash‍

在清洗阶段,Markforged的wash -1去除第一阶段的粘合材料。绿色部分从打印机中取出,放入清洗的篮中,然后浸入溶剂中。

在这个阶段,清洗的时间会有所不同,从几小时到几天不等,这取决于你的部分最厚的区域。洗涤完成后,你有一个棕模的件。然后是烧结过程。

Step 3: Sinter

烧结把棕模的部分变成完全金属的部分。要做到这一点,温度要慢慢升高,以燃烧掉残留的微量结合物质。当温度上升到接近材料的熔点时,金属颗粒融合在一起,形成一个坚固的金属部件。

Markforged Sinter-2是一种专为中批量生产和较大打印部件设计的熔炉。Sinter-2和其他Markforged烧结炉使用无碳蒸馏器,以确保成品件的零件质量和合金成分符合标准。

每次运行大约需要一天的时间,可以使用Eiger软件进行远程监控。一旦运行完成,带有成品金属件的烧结托盘就可以从熔炉中取出。一旦卸下,这些部件就可以直接使用了。

在熔炉中,打印释放材料层之间的结合,和您的打印机部件变成粉末。这使得该结构被钉到底板,以更好地控制收缩和整个过程的准确性,但也容易释放烧结后。

到达这个阶段,你的部件是完全烧结且可以准备使用的。依旧接受后加工,抛光或其他必要的处理为最终的应用,但在许多用途的精度和强度的零件后,这一过程意味着部件具有直接安装的质量了。