Как оценить стандарты 3D-печати металлами от 3D Alliance

Как оценить стандарты 3D-печати металлами

В этой статье мы рассматриваем исследования в области 3D-печати металлами и о том, как стандартные стандарты для этой технологии. Одной из основных проблем на пути к массовому внедрению 3D-металлов является отсутствие достаточного понимания процессов, происходящих с механизмом во время печати. В частности, пока еще мало инструментов, специалисты изучают основные процессы плавления и затвердевания металлов в процессе аддитивного производства.

Прорыв в области 3D-печати металлов

Недавно Национальный институт стандартов и технологий ( NIST), Королевский технологический институт KTH в Швеции и другие научные учреждения сделали прорыв в способности прогнозировать и контролировать свойства металлических деталей, напечатанных на 3D-принтере. Это открытие может значительно ускорить внедрение 3D-печати металлов в крупномасштабное производство.

Это не первый случай, когда NIST проявляет интерес к 3D-печати металлами. В прошлом году организация выделила гранты на сумму 3,7 миллиона долларов на препятствия в использовании металлических материалов и сплавов. Эти исследования основаны на ключевых свойствах материалов, таких как контроль качества, которые необходимы для индустриального развития аддитивных технологий.

Проблемы и задачи 3D-печати металлом

Несмотря на активное развитие 3D-печати, сохраняются проблемы с сертификацией и стабильностью характеристик напечатанных деталей. Эти вопросы замедляют процесс массового развития аддитивного производства в промышленности. Одним из ключевых вызовов является контроль за поведением металла в процессе плавления и охлаждения. Понимание скорости охлаждения всей структуры является одной из задач экономического развития, но ее трудно решить из-за быстрых процессов плавления и затвердевания.

Чтобы обойти проблему, исследователи использовали мощные экспериментальные лучи, созданные с помощью ускорителей частиц, такие как я, что находятся в Аргоннской национальной лаборатории и Институте Пола Шеррера. Эти рентгеновские лучи позволяют увидеть, что происходит с металлическим порошком в процессе 3D-печати, фиксируя изменение структуры материала при температуре от тысяч до миллионов кельвинов в секунду.

Результаты исследований

Для анализа полученных данных использовались модели затвердевания сплавов, созданные в 1980-х годах. Она позволяет предсказывать поведение материалов в традиционных производственных процессах, и теперь доказано, что эта модель применима и к 3D-печати металлом. Это открытие позволяет прогнозировать параметры охлаждения для достижения оптимальной структуры материала, что делает производство более надёжным и доступным.

Физик NIST Фань Чжан, соавтор исследований, отметил: «Если мы можем контролировать микроструктуру на более ранних стадиях процесса печати, мы Мы можем добиться желаемых свойств материалов и улучшить качество деталей, изготовленных аддитивным способом.»

Итог

Исследования в области 3D-печати металлами открывают новые перспективы для стандартизации и массового развития этих технологий в промышленном производстве. Понимание поведения материалов при плавлении и затвердевании позволяет создавать более прочные и точные детали, что выводит аддитивное производство на новый уровень. С развитием этих технологий можно ожидать, что 3D-печать металлами станет частью производственных процессов в самых разных отраслях.