טכנולוגיית החיתוך של Binder התפתחה ככוח טרנספורמטיבי אבקה מתכת, המאפשר ייצור של חלקי מתכת מורכבים עם מהירות חסרת תקדים חופש עיצוב.בניגוד שיטות מסורתיות לעיתונות ו-sinter, הקידוד מאגד מרכיבים על ידי שכבה על ידי סלקציה סלקטיבית על מיטה אבקה, יצירת חלק ירוק כי הוא חטא להשיג צפיפות מלאה.

התפתחות טכנולוגיית Binder Jetting

השורשים של הקידוד חוזר בשנות ה-90 במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, שם הוא נוצר לראשונה עבור prototyping מהיר. במהלך העשור האחרון, הטכנולוגיה צמחה ממכשיר נישה לפלטפורמת ייצור בר קיימא עבור חלקי מתכת שימוש קצה.אבולוציה זו מונעת על ידי סדרה של שיפורים טכניים מרכזיים כי הם גדלו דרמטית הן מהירות והן אמינות.

מתוך Quick Prototyping to Production

מערכות סילון קשורות מוקדמות היו איטיות, נוטה לפגמים, ומוגבלות בבחירת החומר.חלקים סבלו לעתים קרובות מחוזק ירוק נמוך ודורשות שלאחר עיבוד אינטנסיבי היום, מערכות מיצרנים מובילים כגון ExOne (כיום חלק מתכת שולחן העבודה), HP, ו- GE Additive יכול לייצר אלפי חלקים כדי לבנות מחזור, מה שהופך אותם תחרותי עם אבקת מתכת קונבנציונלית ואפילו ליהוק עבור גיאוגרפיה מסוימת.

פריצות טכניות מפתח

אחת מהפרצות המשמעותיות ביותר הייתה פיתוח של ההרחבה:0 (המהירות הגבוהה ביותר) ראשי הדפסה המבוססים על פשטות מהירות גבוהה (FLT:1) המסוגלים להזריק טיפות מכווצות בתדרים מעל 100 kHz.זה מאפשר שכבת שכבה מהירה יותר ללא רזולוציה של תוספת של חומרים מתקדמים, כמו גם נוסחאות פולימרים פשוטים התפתחו מפתרונות פולימרים לצמצום נמוך, יכולת גבוהה יותר אשר איפשרה ירידה של חלקיקים מתקדמים יותר מאשר ירידה של חומרים מתקדמים של חומרים מתקדמים יותר:

High-Speed Binder Jetting Systems

מערכות דור חדש, כגון מערכת הייצור של Desktop Metal ו- HP's Metal Jet, הגדירו מחדש את רמות התפוקה של HP Metal Jet, למשל, משתמשות עד 20 ראשי הדפסה הפועלים במקביל להדפסה של מעל 1.5 מיליון טיפות לשנייה, השגת מהירות בנייה שהיא עד 50 פעמים מהר יותר מאשר טכנולוגיות סילון מהירות גבוהה אלה לשמור דיוק בתוך ±0.1% בעוד לייצר נפח מגנטי נמוך יותר מאשר חיתוך אוטומטי של מתכת (כלומר, זה יכול כעת נפח אוטומטי).

תאימות וחדשנות

בחירה חומרית היא אבן הפינה של אבקה מתכתי, וכריחת הכבל הרחיבה מאוד את הצבעים של אבקות מתכת שניתן לעבד.חדשנות במאפיינים כימיה ואבקה נקשרו איפשרו לעבוד עם ⁇ שנחשבו בעבר מאתגרים מדי לייצור תוספים.

הרחבת הפלמט של אבקת מתכת

(הופנה מהדף ⁇ ) היה מוגבל לפלדות אל-חלד וכמה ⁇ אחרות כיום, הטכנולוגיה תומכת במגוון רחב של מתכות כולל FLT:0titanium (עד 6Al-4V) תוך שימוש בשכבה:1, אשר חדור למחזור של אבקת ה-OcfLT:2copererated) ו-V ⁇ נחושת, FLT:4elicericliology MLT5:5 (Inconal)

כימיה Binder

(ב) כימיה בנדר עברה מעבר ל- Adhesives. Modern Cableers הם לעתים קרובות FLT:0water-based השעיה מבוססת מים FLT:1 המכילה חלקיקים של אותו חומר כמו אבקה, אשר פועל כסיוע חטא במהלך טיהור תרמי וחטאים, כולל חומרים מצמצם באופן משמעותי (FLT:2 photocurable HoLT3), המאפשרים לייצוב של שכבות של אלכוהול ושפל (DV) באופן מיידי, אך הם כוללים השפעות פוליגלטרטיביות (DV) של זיהומים חדשים, אך ורקמותרפיון (FLT)

אפשרויות ל Multi-Material Possibilities

(בנדר) מתאים ייחודי עבור FLT:0multi-חומר הדפסה 1Feloph כי זה יכול להפקיד כובלים שונים או אפילו אבקות שונות באותה שכבה.מחקר האחרון הוכיח תרכובת מתכת-חומרי מורכב, כגון חיתוך רכיבי שטח:2tungsten carbide in a cobalt matrixFLT3, כמו גם מתכת עם תכונות מתקדמות, 000, 000, 000, 000, 000 יכול להיות מסוגלות מתכת עם תכונות מכנית קשה עדיין ללבוש כלי מתכת עם תכונות מתכת עם תכונות מתוחכמות, 000 חזק יותר, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000, 000 חזק, 000, 000, 000 חזק, 000 חזק יותר, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק יותר, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 000 000 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 חזק, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 חזק, 000 000 000 000 000 000 000 000, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

יתרונות על אבקה מסורתית Metallurgy

Binder סילוןting מציעה כמה יתרונות ברורים על שיטות אבקת כביסה קונבנציונלית ו-sinter אבקה מתכת, מה שהופך אותו אלטרנטיבה אטרקטיבית עבור מספר גדל והולך של יישומים.

  • (FLT:0Speed:03:EsLT:1) Binder מסלק את הצורך בכלי ייעודי כגון מת ו אגרוף. Prototypes וחלקי ייצור ניתן לבצע ישירות מקבצי CAD, להפחית את זמני ההובלה משבוע עד ימים. עבור גיאוגרפיות מורכבות, זמן הייצור הכולל הוא לעתים קרובות קצר יותר כי אין צורך בתכנון מת.
  • (FLT:0) מורכב: מכלול: 1) טבע התוסף של סילון מכובש מאפשר ערוצים פנימיים, מבני צמיגים, תחת חתכים, וגיאומטריה פנימית מורכבת כי הם בלתי אפשריים או בלתי-אפשריים ליצור עם קומפקטי אבקה מסורתית.זה מאפשר עיצוב קל ושיפור ביצועים פונקציונליים.
  • (FLT:0) קופקט-אווירה: שפכים חומריים של 1 (FLT:0) מצטמצם כי אבקת לא בשימוש ניתן למחזר עלויות - הוצאה עיקרית של אבקת מתכת - כמעט נשללת.
  • (FLT:0) Flexibility:FLT:1 שינויים בגיאומטריה חלק דורשים רק עדכון CAD, לא חדש למות להגדיר.זה מאפשר אופטימיזציה עיצובית ו prototyping מהיר. יתר על כן, הפחתת מאפשר את המיזוג של רכיבים מרובים לתוך חלק מודפס יחיד, צמצום עלויות ההרכבה.
  • (FLT:0) השימוש במיליזציה: FLT:1 התהליך מייצר נטו-שאפ או חלקי רשת-קשת, באופן דרסטי להפחית את הצורך במבוך משני.באבקות מסורתיות, צורות מורכבות לעתים קרובות דורשות צעד משני המבזבז חומר; מכווץ יכול להשיג פרטים יפים ישירות.
  • (FLT:0)אנרגיה אי-יעילות: FIRLT:1 (בניגוד אבקת היתוך) אבקת אבקת שומן (laser או אלקטרון beam נמס), הגזר אינו דורש התכה של המתכת במהלך הדפסה.הצעד המחוספס מבוצע בכבשה, אשר בדרך כלל יותר יעיל אנרגיה מאשר התכה, במיוחד עבור סגסוגת גבוהה של נקודות.

יישומים בתעשיות

השילוב הייחודי של Binder של מהירות, מורכבות, מגוון חומרי הוביל לאימוץ שלה על פני מגוון רחב של תעשיות.האחרות הן דוגמאות ייצוגיות של כמה מגזרים שונים ממינוף הטכנולוגיה.

אוויר והגנת

יצרנים אוויריים משתמשים בקידוד כדי לייצר FLT:0 ducting, חזיונות ורכיבי מנועים FLT:1 מ titanium ו Superalloys ניקל. לדוגמה, GE תעופה יש קושרים מוסמך עבור חלקים מסוימים שאינם קריטיים של מטוסים, צמצום משקל עד 30% בהשוואה ל- Machineed המקבילים.

רכב

תעשיית הרכב מרוויחה ממשלוח עבור FLT:0 (prototyping and low-volume ProductionsFLT:1 של הילוכים, רכיבי שידור, וכדורי פלספים.הטכנולוגיה מאפשרת ייצור קצר של חלקי חילוף או חלקי חילוף ללא ההשקעה הון הנדרש עבור כלי מסורתי. יצרניות רכב חשמלי להשתמש cosoated נחושת וחום עבור מערכות מוטוריות וסוללת, תוך כדי הפעלת חומר חשמלי גבוה ותפקוד חשמלי.

רפואי ורפואת שיניים

בתחום הרפואי, הקידוד מאפשר ייצור של מבנים פוריים (FLT:0) שתלים ספציפיים לחולה (FLT) 1 מ טיטניום, cobalt-chrome, או נירוסטה. מבנים פוריים יכולים להיות מותאמים לעודד שטף העצם, שיפור הושמטום של שתלים אותודיים.

כלי רכב ותעשייתי

השימוש ב-Binder הוא יותר ויותר לייצור FLT:0;0; מזמורים ומתים 1:1 עם ערוצי קירור תואמים.ערוצים אלה עוקבים אחר קווי המתאר של חללי עובש, שיפור גדול בניהול תרמי בתבנית הזריקה, צמצום זמני מחזור עד 40%, והרחבת חיי כלי.

אתגרים ומגבלות

למרות ההתקדמות המהירה שלה, הקידוד עדיין עומד בפני כמה אתגרים טכניים וכלכליים שיש להתגבר עליהם לקבלת קבלה תעשייתית רחבה יותר.אלה סובבים סביב איכות חלקית, שיפור, ואת הצורך בתהליכים נרחבים.

השגת הכחשה עקבית ונכסים מכניים

אחד האתגרים המתמשכים ביותר הוא השגת צפיפות מלאה ונכסים מכניים עקביים 1FLT:1 על פני בניין.הדחיסות המעמיקה של חלקים מחוסנים בדרך כלל נע בין 95% ל-99% בהתאם לתנאים החומריים והחטאים.הספירת הסגפנימיות של ריבאונדקטית מצמצם את העוצמה והדקטינות, אשר יכול להיות קריטי עבור יישומים מבניים כגון: F2-F: LT2-Hinteris לעתים קרובות יותר מצטמצמיכות לכדי עלייה חדה ומורכבות גבוהה יותר (R) הוא צורך בגמישות (R) לאחר מורכבות גבוהה יותר (R) בין הגמישות גבוהה יותר, לאחר ⁇ (R) הוא לעתים קרובות יותר, לאחר אימפולסיביית (R).

(FLT:0) SchrinkageFLT:1 במהלך חטא הוא עוד דאגה גדולה. Binder זחל חלקים ירוקים מתכווץ על ידי 15-25% ליניארית, הדורש פיצוי זהיר בשלב העיצוב.Slights בדחיסות אבקה או ריצוף נקשר יכול לגרום לכווץ גיאוגרפית שונה, המוביל לחלקי סימולציה מתקדמת משמש כעת לחיזוי ולפצה עבור תהליך מבוזר, אך עדיין צורך בתהליך דינמיקטיבי, אך עדיין לא מוגבל.

דרישות מעבר ופוסט-Procesing

מעבר פני השטח של בינדר הוא בדרך כלל מחוספס יותר מאשר זה של הזרקת מתכת או CNC מאצ'ינג, עם ערכי רא טיפוסי בטווח של 6-12 מיקרומטר.פוסט-מעבדה שלבים כגון FLT:0shot הצצה, bead פיצוץ, או חומר כימי חלקה FLT:1 נדרשים לעתים קרובות כדי להשיג משטחים עבור יישומים קוסמטיים או אפילולוגיים, תוספת, תמיכה, בעוד שייתכן כי לא צריך להפחית את הפחתת עלויות הדפסה נוספת.

עקבו אחרי Mass Production

בעוד שטופ השתפר, הקידוד עדיין איטי יותר מאשר אבקה קונבנציונלית מתכתיטורגיה לייצור של חלקים פשוטים (למשל, מיליוני הילוכים קטנים בשנה) השלבים המנופחים וההחטאים נשארים תהליכים אצווה שיכולים להימשך מספר שעות עד ימים.אוטומציה של הטיפול בנתח החלק הירוק והטעינה של פרונסיס עדיין פחות בוגרת מאשר קו הקומפקטיות.

מגמות מחקר ודרכים לעתיד

האבולוציה המתמשכת של קידוד נקשר מונעת על ידי מחקר בין-תחומי במדעי החומרים, הנדסה תהליכים וייצור דיגיטלי. כמה מגמות מבטיחות סביר לעצב את הדור הבא של הטכנולוגיה.

פיקוח על החלפת ושלט-Loop

שילוב חיישנים לתהליך החיתוך הכבל – כגון מצלמות תרמיות, פרומטרים אופטיים וגלאי פליטה אקוסטיים – ניתן לפקח בזמן אמת על חלוקת הכבלים, הפצת אבקה ושכבות על כך (FLT:0 Machine Learning WaveFLT:1) יכול לנתח נתונים אלה כדי לזהות omalies ולהתאים את הפרמטרים של תהליך על זבוב, צמצום שיעורי הגרדה ושיפור יעילות של מוסדות מחקר לאומי (PA) כמו מכון מחקר).

טכניקות חדשניות

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שילוב עם AI ועיצוב יצירתי

כלים עיצוביים יצרניים יכולים לייעל את הגיאומטריה של הביצועים והביצועים בתוך מגבלות מתפתלות עם אופטימיזציה של תהליכים מונעים על ידי AI, כלים אלה מאפשרים למהנדסים לנצל באופן מלא את חופש העיצוב של ייצור התוספים.לדוגמה, תוכנת אופטימיזציה של טופולוגיה יכולה ליצור מבני מינוף קלים אשר מפחיתים את הצריכה החומרית תוך שמירה על שלמות מבנית.

ייצור בר קיימא וכלכלה מעגלית

כריכת התאמות גם עם מטרות ייצור בר קיימא. אבקת לא מנוצל יכול להיות אחש ושימוש מחדש, צמצום פסולת חומרית קרוב אפס.התהליך פועל בטמפרטורות נמוכות יותר מאשר נתיבי התכה, וכתוצאה מכך צריכת אנרגיה נמוכה יותר.מחקר עתידי מתמקד ב-FLT:0 מחזורים מתעוררים של מחזורים מתפתלים של עיבוד אנרגיה - רק על ידי עיבוד של רכיבי כבלר ופיתוח של מכווצים ביולוגיים, בנוסף ליכולת לתקן את היכולת של תהליך המכונה או מקודמת חומרים אשר נועד רק על ידי תיקון חומרים מקודמת - כאשר הוא מסוגל להוסיף חומרים מתואם.

מסקנה

ההתקדמות בטכנולוגיית סילון נקשרה יש בעיקרו אבקה מתכתי, העברתו משדה הנשלט על ידי טכניקות לעיתונות-and-sinter אחד אשר מחבק את מלוא הפוטנציאל של ייצור תוספים. ראשי הדפסה במהירות גבוהה, הדור הבא מכווצים, ויקום מתרחב של אבקות מתאימות הפכו לצמצום אפשרויות ייצור מתכת מורכבות על פני שטח, כלי רכב, והשגת דחיסות גבוהה, כמו גם על ידי ניהול נפח ייצור של שיטות ייצור, ואימון עצמי, עדיין, והתרחבות של שיטות ייצור.

(ב) ויקרא: "ה' ויקרא:

  • (ב) ,0) ,Additive Manufacturing JournalFLT:1 - מחקר אחרון על קידוד.
  • (ב) ,0) ,ASTM InternationalureFLT:1 - סטנדרטים עבור תהליכי ייצור תוספים.
  • (FLT:0) המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST)IRLT:1 - מחקר מדידה של ייצור תוספים.
  • (ב) ,0) ,Desktop MetalveFLT:1 - חקר מקרה התעשייה על ייצור מזחלות.