Beeinträchtigt die komplexe geometrische Struktur der Form die Druckqualität?

一, Die Schwierigkeit, komplizierte geometrische Formen genau zu drucken
1. Die Präzision des Modelldesigns und des Schneidens
Bei komplexen geometrischen Strukturen mit kleinen Abschnitten, dünnen Wänden oder hängenden Teilen muss die Modellschnittverarbeitung präziser sein. Wenn beispielsweise die Wandstärke der Form weniger als 0,5 mm beträgt, kann es bei typischer Schneidesoftware zu einer Fehlausrichtung zwischen den Schichten kommen, da sie nicht über genügend Präzision verfügt. Wenn die aufgehängte Struktur nicht richtig konstruiert und abgestützt ist, kann sie außerdem beim Drucken leicht zusammenbrechen. Bolite hat unabhängig einen Slicing-Algorithmus für ein Formprojekt für eine Flugzeugtriebwerksschaufel entwickelt, der die minimale Strukturgröße auf 0,3 mm beschränkte. Außerdem nutzten sie adaptive Support-Technologie, um die Erfolgsquote beim Drucken des aufgehängten Teils auf 98 % zu steigern.

2. Materialschrumpfung und Hitzebelastung
Die Schrumpfungsrate von Materialien während des Schmelzerstarrungsprozesses hat einen direkten Einfluss auf die Maßhaltigkeit des 3D-Metalldrucks. Beispielsweise hat Inconel 718, eine Legierung aus Nickel, einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 12,5 × 10⁻⁶/Grad. Beim Drucken von Formen mit komplexen Kurven kann es aufgrund von Temperaturunterschieden in verschiedenen Bereichen zu ungleichmäßiger Schrumpfung und Verformung kommen. Durch das Hinzufügen eines Modells zur Kompensation thermischer Spannungen zur Schnittsoftware in einem bestimmten Formgehäuse für Automobilkomponenten konnte der Schrumpfungsfehler von 0,2 mm auf 0,05 mm gesenkt werden. Dadurch wurde die Form beim Zusammenbau viel genauer.

3. Die Genauigkeit der Ausrüstung und die Kontrolle ihrer Bewegung
Hochwertige 3D-Druckmaschinen in Industriequalität-verwenden ein Linearmotor-Antriebssystem, das auf bis zu 5 g beschleunigen und mit einer Genauigkeit von ± 10 μm positionieren kann. Bei komplizierten geometrischen Formen kommt es jedoch stärker darauf an, wie schnell die Ausrüstung reagieren kann. Beim Drucken von Formen mit spiralförmigen Strömungskanälen muss die Düse beispielsweise auch bei schnellen Bewegungen auf der richtigen Bahn bleiben. Ist dies nicht der Fall, können sich die Querschnittsabmessungen der Strömungskanäle leicht ändern. Die Regelungstechnik mit geschlossenem Regelkreis wurde in einem Projekt für medizinische Formen eingesetzt, um den Düsenbahnfehler innerhalb von ± 5 μm zu halten, wodurch sichergestellt wurde, dass der Kanaldurchmesser gleich blieb.

2, Weg zur Optimierung von Prozessen für komplizierte geometrische Strukturen
1. Die Form optimieren und leichter machen
Mithilfe von Algorithmen kann die Technologie zur Topologieoptimierung automatisch die beste Art und Weise finden, die Zutaten zu verteilen und so überschüssige Komponenten zu entfernen und gleichzeitig die Form stabil zu halten. Durch die Topologieoptimierung wurde beispielsweise das Gewicht einer bestimmten Druckgussform um 40 % reduziert und der Kühlwasserkreislauf in die Innenstruktur integriert, wodurch die Kühlung um 25 % effizienter wurde. Durch die Verwendung von Gittergerüsten ist es außerdem möglich, noch leichtere Dinge zu konstruieren. Ein 30 % poröses Titanlegierungsgitter füllt eine Verbindungsform. Dadurch wird der Materialverbrauch bei gleichbleibender Steifigkeit um 60 % reduziert.

2. Technologie für kollaboratives Multi-{{1}Laser-Scannen
Bei großen und komplizierten Formen kann das kollaborative Scannen mit mehreren-Lasern den Druck deutlich schneller und genauer machen. Der Platinum BLT-S800 verfügt über 8 Laser, mit denen Sie Objekte mit einer Größe von bis zu 800 × 800 × 1000 mm³ formen können. Außerdem wird der Spleißfehler zwischen den Schichten innerhalb von ± 0,03 mm gehalten. Bei einem neuen Projekt zur Formung einer Batterieschale für ein Energiefahrzeug konnte die Druckzeit mithilfe der Multi--Laser-Kollaborationstechnologie von 72 Stunden auf 24 Stunden verkürzt werden. Auch die Maßtoleranz übertrifft die Luftfahrtstandards von ± 0,05 mm.

3. Vor-Ort-Überwachung und geschlossene -Loop-Steuerung
Während des Druckvorgangs verwendet das In-situ-Überwachungssystem Infrarotkameras, Schmelzbadsensoren und andere Geräte, um Echtzeitinformationen wie Temperatur und Geometrie des Schmelzbads aufzuzeichnen. Bei einem Projekt zur Herstellung einer Form für die Turbinenscheibe eines Flugzeugtriebwerks stellte das In-situ-Überwachungssystem seltsame Temperaturmuster fest. Anschließend änderte das System automatisch die Laserleistung und Scangeschwindigkeit und senkte so die Porosität von 0,8 % auf 0,2 %. Dadurch wurde die Ermüdungslebensdauer der Form erheblich verlängert.

3. Die Post--Technologie macht komplexe Strukturen genauer.
1. Stressabbau und Wärmebehandlung
Für 3D-Druckformen aus Metall ist eine Wärmebehandlung erforderlich, um Restspannungen abzubauen. Die Härte von H13-Werkzeugstahl kann von 38 HRC auf 52 HRC steigen, nachdem er mit einer Lösung bei 1050 Grad behandelt und dann bei 620 Grad gealtert wurde. Auch die Dimensionsstabilität kann um 30 % gesteigert werden. Durch die Verbesserung der Wärmebehandlungsmethode in einem bestimmten Spritzgussformfall stieg die Dimensionsänderungsrate des Formhohlraums von 0,15 % auf 0,05 %, was den Standards für das Spritzgießen optischer Gegenstände entspricht.

2. Präzise Bearbeitung und Oberflächenbehandlung
Durch CNC-Fräsen können Produkte mit wichtigen Abmessungen noch genauer hergestellt werden. Eine bestimmte Steckerform wird mithilfe von 3D-Druck und CNC-Verbundwerkstoff hergestellt, mit einem Passungsspalt, der auf 0,005 mm beschränkt ist, was den höchsten Wert der Welt darstellt. Die elektrolytische Poliertechnologie kann die Oberfläche auch weniger rau machen, von Ra8 μm auf Ra0,2 μm, was den Biokompatibilitätsstandards für medizinische Implantate entspricht.