چاپ سه بعدی قطعات را از روی یک طراحی سه بعدی ایجاد میکند و با قرار دادن لایه های متوالی مواد، محصول نهایی را میسازد. چاپ سه بعدی یک فناوری ساخت افزایشی است که میتواند مواد فلزی را دستکاری کرده و تقریباً طیف نامحدودی از اشیاء را تولید کند. مواد فلزی به صورت پودر و فیلامنت برای استفاده در چندین فناوری چاپ سه بعدی در دسترس هستند. چاپ سه بعدی امکان ساخت هندسه های فلزی پیچیده ای را فراهم میکند که با روش های ماشین کاری سنتی دشوار یا حتی غیرقابل دستیابی هستند.
فلزات برای چاپ سه بعدی
چاپ سه بعدی فلزات قطعاتی تولید میکند که در عین استحکام بالا، وزن کمتری نسبت به قطعات ساخته شده با روش های کاهشی سنتی مانند ماشین کاری دارند. مطالعات نشان داده اند که فلزات چاپ شده به روش سه بعدی میتوانند بسیار مستحکمتر از فلزات تولید شده با روش های متداول باشند. چاپ فلزات یک فرایند پرانرژی است و به دماهای ذوب بسیار بالاتری نسبت به مواد پلاستیکی سنتی نیاز دارد.
زینترینگ مستقیم لیزری فلز (DMLS) یکی از فرایند های چاپ سه بعدی است که از بستر پودری برای شکل دهی ماده استفاده میکند و گرد فلز را به یک قطعه کامل تبدیل مینماید. در این روش، پودر فلز درون چاپگر به تدریج شکل داده میشود. پس از چاپ، قطعات تولید شده با DMLS میتوانند تحت پولیش الکترولیتی قرار گیرند تا کیفیت پرداخت سطح بهبود یابد.
سایر فناوری های چاپ سه بعدی فلز با بستر پودری شامل زینترینگ انتخابی لیزری (SLS)، چاپ مستقیم فلز (DMP) و همجوشی بستر پودری با لیزر (LPBF) هستند. از دیگر فناوری های چاپ سه بعدی فلز میتوان به ذوب با پرتو الکترونی (EBM)، رسوب دهی مستقیم انرژی (DED) به صورت پودر یا سیم، بایندر جتینگ (Binder Jetting) و رسوب دهی پودر متصل شده (BPD) که با نام اکستروژن پودر متصلشده نیز شناخته میشود، اشاره کرد.
محدودیت های اصلی در چاپ سه بعدی فلزات شامل امکان اتصال مؤثر پودر فلز برای تشکیل قطعات و همچنین در دسترس بودن مواد اولیه مناسب است.
فولاد ضد زنگ (Stainless Steel)
فولاد ضد زنگ (SS) یک آلیاژ فلزی پرکاربرد است که از فولاد، کروم و عناصر دیگر تشکیل شده و به دلیل استحکام، دوام، شکل پذیری و مقاومت بالا در برابر خوردگی شناخته میشود. این ماده در طیف گسترده ای از کاربرد ها استفاده میشود و در صنایع هوافضا، نفت و گاز، خدمات غذایی و مراقبت های بهداشتی محبوبیت زیادی دارد. اگرچه این ماده نسبتاً گران است، اما هزینه آن کمتر از تیتانیوم و نیکل میباشد. آزمایش ها نشان داده اند که قطعات فولاد ضدزنگ چاپ شده به روش سه بعدی میتوانند ۲ تا ۳ برابر مستحکمتر از فولاد های تولید شده با روش های سنتی باشند.
برای چاپ سه بعدی آلیاژهای فولاد ضدزنگ، مواد، انواع متریال و فناوری های رایج به شرح زیر هستند:
مواد رایج:
- 316L
- 17-4PH
- 15-5PH
انواع متریال:
- پودر
- فیلامنت
فناوری های رایج چاپ سه بعدی:
- زینترینگ مستقیم لیزری فلز (DMLS)
- بایندر جتینگ (Binder Jetting)
- رسوب دهی مستقیم فلز (DMD)
فولاد ابزار (Tool Steel)
فولاد ابزار مادهای سخت و چقرمه با استحکام کششی بالا است که به دلیل ویژگی های عملکردی مقاوم خود، قیمت نسبتاً بالایی دارد. این ماده یک سوپرآلیاژ فولادی محسوب میشود که شامل نیکل، کبالت و کربن است. فولاد ابزار به توانایی تحمل فشارها و سایش های شدید شهرت دارد. این نوع فولاد با نام فولاد مارجینگ (Maraging Steel) نیز شناخته میشود و به خاطر نسبت استحکام به وزن فوق العاده معروف است. فولاد ابزار به طور گسترده در کاربرد های مختلف ابزارسازی مورد استفاده قرار میگیرد؛ از جمله ابزار های برشی، دای ها، قالب ها و قطعات سنگین مورد استفاده در صنایع هوافضا و خودروسازی.
فولاد ابزار چاپشده به روش سه بعدی نیز میتواند مانند محصولات تولیدشده با روش های کاهشی سنتی، تحت عملیات حرارتی قرار گیرد تا به سختی و دوام بسیار بالایی دست یابد. در برخی موارد، فولاد ابزار چاپ سه بعدی قابلیت ماشین کاری CNC یا پولیش را نیز دارد. خواص مکانیکی فولاد های ابزار چاپ شده به روش سه بعدی بسیار مشابه فولاد های ابزار تولیدشده به روش های سنتی است. فولاد ابزار چاپ سهب عدی همچنین دارای مقاومت سایشی بالا و انتقال حرارت مناسب میباشد.
دو نوع فولاد ابزار در چاپ سه بعدی مورد استفاده قرار میگیرد. این دو نوع عبارت اند از:
- فولاد مارجینگ بدون کربن (Carbon-free Maraging Steel)
- فولادهای ابزار حاوی کربن (Carbon-bearing Tool Steels)
برای چاپ سه بعدی فولاد ابزار، مواد و آلیاژهای رایج زیر بیشترین کاربرد را دارند:
مواد رایج:
- A2
- H13 (1.2344)
- M2 (1.3343)
- MS1
- 18Ni300 (1.2709)
- 18Ni1400
- 18Ni1700
- 18Ni1900
- 18Ni2400
انواع متریال:
- پودر
- فیلامنت
فناوری های رایج چاپ سه بعدی:
- زینترینگ مستقیم لیزری فلز (DMLS)
- ساخت افزایشی با فیلامنت ذوب شده (FFF)
تیتانیوم (Titanium)
تیتانیوم به دلیل استحکام بالا، دوام عالی و مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی شناخته میشود و اغلب در سختترین شرایط محیطی مورد استفاده قرار میگیرد. محصولات تیتانیومی در کاربرد های متنوعی از جمله هوافضا، خودروسازی و حوزه سلامت و پزشکی استفاده میشوند.
تیتانیوم چاپ شده به روش سه بعدی نتایج چشمگیری به همراه داشته است؛ از جمله کاهش قابل توجه وزن در کنار حفظ استحکام و مقاومت بالا در برابر خوردگی. از آنجا که این ماده قوی، سبک و خنثی (زیست سازگار) است، گزینه ای ایده آل برای ایمپلنت های سفارشی چاپ سه بعدی در پزشکی به شمار میرود.
برای چاپ سه بعدی تیتانیوم، مواد و فناوری های رایج به شرح زیر هستند:
مواد رایج:
- Ti6Al4V
- Ti64
- TiGr5
- TiGr23
- TiGr1
انواع متریال:
- پودر
- فیلامنت
فناوریهای رایج چاپ سه بعدی:
- همجوشی بستر پودری با لیزر (LPBF)
- زینترینگ مستقیم لیزری فلز (DMLS)
- چاپ مستقیم فلز (DMP)
اینکونل ۶۲۵ (Inconel 625)
اینکونل ۶۲۵ یک سوپرآلیاژ پایه نیکل–کروم است که برای تحمل دماهای بالا، تنش های شدید و محیط های خشن (از جمله محیط های حاوی کلرید) طراحی شده است. چرخه های مکرر حرارتی تأثیر کمی بر خواص اینکونل ۶۲۵ دارند. استحکام بالا، مقاومت حرارتی و مقاومت عالی در برابر خوردگی این ماده را به گزینه ای ایده آل برای کاربرد های هوافضا تبدیل کرده است. همچنین در صنایع خودروسازی، فرآیند های شیمیایی و کاربرد های فراساحلی مانند صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار میگیرد.
سوپرآلیاژ اینکونل ۶۲۵ ماده ای گران قیمت است؛ به همین دلیل، روش های ساخت افزایشی مانند چاپ سه بعدی نسبت به روش های سنتی کاهشی ترجیح داده میشوند، زیرا اتلاف متریال بسیار کمتری دارند. دلیل دیگر این است که ویژگی های مکانیکی استثنایی این آلیاژ، ماشین کاری آن را بسیار دشوار میکند. خوشبختانه، این ماده با روش DMLS نسبتاً به راحتی قابل چاپ سه بعدی است. همچنین از روش های Direct Energy Deposition (DED) و Binder Jetting نیز برای تولید قطعات اینکونل ۶۲۵ استفاده میشود.
یکی از فناوری های نوین ساخت افزایشی برای تولید قطعات اینکونل، فناوری Atomic Diffusion است. این روش یک فناوری چاپ سه بعدی پودری است که عملکردی مشابه چاپ FDM/FDSM دارد. پس از چاپ، قطعه در محلول دی بایندینگ شسته شده و سپس در کوره سینتر میشود. در کوره، بایندر پلیمری میسوزد و ذرات فلزی به یک قطعهی مستحکمتر تبدیل میشوند. این فرآیند دقت بالا داشته و گزینه ای مقرون به صرفه برای تولید این متریال گران قیمت محسوب میشود.
برای چاپ سه بعدی اینکونل ۶۲۵، مواد و فناوری های رایج عبارت اند از:
مواد رایج:
- Ni625
انواع متریال:
- پودر
- فیلامنت
فناوری های رایج چاپ سه بعدی:
- زینترینگ مستقیم لیزری فلز (DMLS)
- رسوب دهی مستقیم انرژی (DED)
- بایندر جتینگ (Binder Jetting)
- نفوذ اتمی (Atomic Diffusion)
خدمات تخصصی پرینت سه بعدی رزینی و پروجت ویژه طلا و جواهرات
در سرزمین دی تی اس خدمات حرفه ای پرینت سه بعدی با رزین و پرینت سه بعدی پروجت (مومی) ویژه طراحی و تولید طلا و جواهرات ارائه میشود. این خدمات با دقت بسیار بالا، سطح پرداخت عالی و مناسب برای ساخت مدل های ظریف جواهرات، قالب سازی و ریخته گری دقیق انجام میگردد و انتخابی ایده آل برای طراحان و سازندگان حرفه ای طلا و جواهر است.
🔗 مشاهده جزئیات خدمات:
