FDM Printing'deki Nozzle Malzemelerin Büyütmesi
F used Deposition Modeling (FDM) bir hobici aracından PEEK ve Ultem&mdash gibi gelişmiştir; mütevazı nozul üretimine karşı kritik bir performans şişesi haline gelir. mühendisler baskılı ve tam olarak ne kadar uzun sürmez, aynı zamanda boyuta doğrulanmış beton, yüzeysel betonlar ve toplam güvenilirlikleri de etkiler.
Geleneksel Nozzle Malzemeler ve Sınırları
On yıllardır, pirinç mükemmel termal iletkenliği nedeniyle varsayılan nozul materyaldi (yaklaşık 109 W /m·K), bu da ısıtıcı bloktan filamente hızlı ısı transferine izin veriyor. Brass de makine ve ucuza kolay. ancak, pirinç nispeten yumuşaktır (Rockwell B -70).
Paslanmaz çelik nozulları (örneğin, 304 veya 316) aşınma direncinde bir gelişme teklif etti, ancak daha iyi aşınma direnci ve kompozit filamentlerle baskı yapmak için standarttır. Ancak bu azalma, daha düşük termal performanslardan dolayı hala acı çekmeye yol açabilir ve özellikle de daha pahalıya sahip sert bir çelik nozulları (örneğin, H13) ısı geçişi ile birlikte ısı geçişi için çelikler için standarttır.
Başka bir ortak çözüm, kurutulmuş bir nozuldur, ancak metal vücut genellikle pirinçtir, bu da kimyasal olarak agresif filamentlerle kullanılırsa, ruby ipucu ısıtılırsa veya çok hızlı bir şekilde soğutulabilir.
Sonraki Nesiller için Tesis Edilen Malzemeler
Son araştırma ve ticari gelişme, geleneksel seçenekleri önemli ölçüde artıran birkaç malzeme sınıfını tanıttı:
Seramik ve Elmas-Beğen Kaplamalar
İnce film kaplamaları bir pirinç veya çelik üssüne uygulanan kaplamalar, termal iletkenliği ödün vermeden yüzey sertliği dramatik bir şekilde artırabilir.ETHD:0)Diamond benzeri karbon (DLC) kaplamalar ), başka bir yükselen seçenek olan Ultrasonik ( 70 GPa) ve son derece düşük katsayılar aşındırıcı filamentlerden direnç gösterir ve filamentler ile baskı için baskı için yararlı olan bu kaplamalar için.
Ticari örnekler, Pamsson Ruby[Dönetici:0)
[Dönetici:0) Pamb.(C.D.)) [Uygun bir vücutta gömülüp, ve şimdi de s.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D
TCB ve Ağır Metaller
THAN, 400+ °C'de en yüksek erime noktası (3422 °C) var, ancak makineli ve mükemmel termal iletkenlik (173 W/m·K) için ideal bir nozul adayı, aşırı sertliği (HV) ile ısınmış yüksek derecede sertliği birleştirir. TKVC'ye karşı dayanıklı, paslanmaz çelikler için çok zor ama sert ve zor.
Dijital olarak bir meydan okuma yüksek maliyetidir ve dijital olarak üretilen bir sürü yazıcı veya köpüklü (SPS) üretim için özel olarak yapılan bir sorun, yüksek sıcaklıklarda oksijenle tepki verir ve bu nedenle, çok dikkatli bir atmosfer kontrolü baskı sırasında gereklidir.
Steel ve Nickel Superalloys
Nickel tabanlı süperalloys, yüksek sıcaklık gücü ve korozyon direnci nedeniyle yaygın olarak kullanılır (Döneticileri) ve yüksek performanslı filamentler (örneğin, PPS) tarafından serbest bırakılan ve yüksek çözünürlükte 800 °C'ye karşı yüksek sıcaklık basıncında (örneğin, yüksek çözünürlükte) yüksek çözünürlükte (örneğin, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan (örneğin, PPSU) ile serbest bırakılır.
Birkaç üretici şimdi, yüksek ısıtmalı bir pompa içeren yüksek çözünürlükte CPM-10V veya CPM 3V gibi standart sertleştirilmiş çelikten son 5-10 kat daha uzun süre boyunca çelik nozulları sunar.
Nozzle Material Print Quality ve Reliabilitys Nasıl Etkiler
Sofistik malzemenin seçimi sadece aşınmayı belirlemekten daha fazlasını yapar; Doğrudan anahtar baskı ölçümleri etkiler:
- [FONT=0)Melt Flow Üniforması: [Dönetici: [Dönetici:0) Daha yüksek termal iletkenlik (brass, bakır,Bill) ile Malzeme, filamentin hızla ve hatta hatta aşırı veya aşırı uç-exitalleri azaltmasına izin verir.
- [FONT:0)Orifice Geometry Stability:[Dönetici: 1) Bir nozul giymek, orifice değişimin yuvarlaklığı ve çapı, tutarsız genişlik için yol açan mühendislik parçaları için. ±0.05 mm veya daha iyi, istikrarlı veya büyük bir bakım bakımı kritiktir.
- [FONT:0]Filament Adhesion ve Oozing:[Dönetici: 1 ) Bazı nozul malzemeler ve meşekküller; özellikle de, filtreli veya DLC-coated nozullar — molten plastik ve nozlu duvar arasındaki sürtünmeyi azaltın, çeki ve oozing ile seyahat hareket sırasındaki malzemeler için özellikle yararlıdır.
- [FONT:0)Chemical Direniş: [Dönetici: [Dönüşük: 1) Yüksek sıcaklık filamentleri (örneğin PEEK, PEI/Ultem) Gaz kororatif bileşikleri dışarı çıkarabilir. paslanmaz çelik ve nikel alaşımları saldırıya karşı, eririn kirlenmesini önler ve tutarlı malzeme özelliklerini garanti eder.
- [FONT:0) ⁇ Eklenmeleri: [Döneticiler, ısı genişletme (CTE) bir katla yapılan malzemelerden yapılan ölçümler, ısılı bisiklet sırasındaki gevşekliğe neden olabilir. Brass ve bakır, sertleştirilmiş çelik ve TİP'ye yakın değerlere sahiptir ve CTE'ye sahiptir, sızıntılardan kaçınmak için dikkatli toklama ayarlarını gerektirir.
Mühendisler, belirli uygulamalarına dayanan bu faktörleri tartmalıdır. Örneğin, bir dükkan karbon fiber-reinforced Pull'daki binlerce parçayı baskıya uğratabilir (favoringBill veya PM araç çelik), PEEK'deki bir laboratuvar baskı biyo-konel'e kimyasal uyumluluk için ihtiyaç duyarken, daha yavaş ısıtma süreleri anlamına gelir.
Mühendislik Uygulamaları Araba Malzeme Yeniliği
Havacılık ve Yüksek Performans Bölümleri
Havacılık şirketleri, bu sektörde beton ve beton gibi malzemeler kullanan uçaklar için FDM'yi kabul ediyor ve hatta uçuş sertifikalı bileşenleri kullanıyor.Bu termoplastikler, 380 °C'yi aşan nozul sıcaklıkları için 380 °C. Standart pirinç nozulları yumuşatmış veya kırışıksız çelik ve Inconel nozullar artık standarttır.
Otomotiv Alet ve Hızlı Prototipleme
Otomotiv aracı genellikle cam dolu plastik veya metal-reinforced filamentleri montaj hatlarında kullanılan jigs ve fikstürler için baskı gerektirir. Nozzle aşınma, yere dolmaları gereken parçalarda boyutsal sürüklenmelere neden olabilir. PM araç çelik nozları giderek daha fazla kullanılır çünkü yüzlerce saat boyunca sıkı toleranslar tutarlar. Bazı otozmanlar standart sert çelik ile kıyasla 8x daha uzun nozlu yaşam süresine kıyasla doğrudan azalır ve düşük per-part maliyetine karşılanırlar.
Tıbbi İmplantlar ve Bio uyumlu Baskı
PEEK veya PEKK'da basılan tıbbi implantlar için, nozul aşınma partiküllerinden herhangi bir kirlenme riski kabul edilemezdir. Biyo uyumlu malzemeler, non-leaching nozları ile işlenmelidir. Nickel superTalloys ve yüksek hacimli seramikler (örneğin, yttris ve son derece zor durumdalar) ve yüksek derecede sert bir şekilde incelenebilir.
Future rotası ve Gelişen Teknolojiler
Önümüzdeki birkaç umut verici avenues keşfediliyor:
- [FONT:0)Diamond Composite Nozzles:) Araştırmacılar 500 saat süren baskıdan sonra karbon bazlı termoplastikler ile bile uygun olmayan bir elmas oluşturmak için metal bir matrixte bulunan bir nozlu partiküller oluşturur.
- [FONT:0)Kendi-Lubricating Kaplamalar: Maklybdenum disulfide (MoS2) veya hexagonal boron nitride (h-BN) nozlu kaplamalar, kaliteli ödün vermeden yüksek baskı hızlarına izin verebilir.
- [FONT:0)Active Nozzle Soğutma Sistemleri: Sıvı soğutma için yerleşik mikro kanallarla yapılan nozul tasarımları hızlı sıcaklık değişikliklerine izin verebilir, çok fazla paralı baskıyı yaygın olarak farklı erimiş sıcaklıklarla sağlar.
- [FONT:0)Bioinspired veya Gradient Malzemeler: ), Fonksiyonel olarak dereceli malzemelerle nozullar oluşturmak için katkıda bulunan katkı maddeleri kullanarak (örneğin, bakır temel bir geçiş sertleştirilmiş çelik dış katmanına geçiş) termal ve mekanik özellikleri optimize edebilir.
- [FONT:0)Smart Nozzles:[[Dönetici:[Döneticileri doğrudan nozlu (örneğin, sıcaklık sensörleri, aşınma göstergeleri) gerçek zamanlı geri bildirim sağlamak için, bu, gömülü elektroniklerle katkı sağlayabilecek malzemeler gerektirir.
Bu heyecan verici gelişmelere rağmen, önemli zorluklar devam etmektedir. İmalat kompleks nozlu geometriler roman malzemeleri ile çalışır; bir elmas kompozit nozul, standart bir pirinçten 20-50 kat daha fazla mal olabilir. Bu maliyet, uzun süre azaltılabilir ve gelişmiş kısım kalitesi ile haklı olmalıdır. ek olarak, yüzlerce filament türü arasındaki uyumluluk sağlamak, her polimerin eşsiz bir termal ve kimyasal etkileşimlere sahiptir. Standartlaştırma çabaları, ASTM F42 komitesi tarafından gibi, nozulatif malzemelerle ilgili olarak, zaman ele alınacaktır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
FDM nozul materyallerin evrimi, katkı maddeleri için endüstriyel kabul için önemli bir özelliktir. Geleneksel pirinçten ve sertleştirilmiş çelikten, TDM Giyim, ve seramik kompozitleri, her malzeme, yalnızca daha dayanıklı ve verimli olmayan, ancak aynı zamanda uygulama vedash'un özel taleplerine göre seçme yeteneği vardır; bu, aşırı ısı direnci, uzun süreli veya kimyasal inertness ile birlikte üretim yöntemlerinin üretilmesine olanak sağlar.
Daha ayrıntılı teknik karşılaştırmalar için, kaynak gibi kaynaklar:0)Eksitif Üretim Dergisi[Dönetici:2) ve [[Dönetici:2)MatterHackers'ın noz rehberi) malzeme özellikleri ve gerçek dünya performansı verileri daha ayrıntılı bilgi sağlar.