Serviços de impressão 3D para metais: DMLS e SLM para peças metálicas funcionais

A impressão 3D de metal - especificamente os processos de fusão em leito de pó como a Sinterização Direta de Metal a Laser (DMLS) e a Fusão Selectiva de Laser (SLM) - passou da prototipagem para a produção total. Suportes aeroespaciais, implantes médicos, ferramentas personalizadas e colectores hidráulicos complexos que não podem ser fabricados de outra forma são agora fabricados de forma aditiva por rotina. Compreender quando e como utilizar os serviços de impressão 3D de metal ajuda os engenheiros e as equipas de aquisição a tomar melhores decisões de aprovisionamento.

O que é a impressão 3D em metal?

A impressão 3D de metal refere-se a uma família de processos de fabrico aditivo que fundem pó metálico em peças sólidas, camada a camada, utilizando um laser de alta potência ou um feixe de electrões. Ao contrário da maquinagem CNC - que subtrai material de um bloco sólido - a AM metálica adiciona material apenas onde é necessário, permitindo:

• Geometria complexa: Canais internos, estruturas em treliça e formas orgânicas impossíveis de maquinar
• Redução de peso: Os designs optimizados em termos de topologia removem material de áreas de baixa tensão, reduzindo o peso em 30-60%
• Consolidação parcial: Podem ser impressas várias montagens como uma única peça, eliminando os fixadores e as juntas
• Ferramentas rápidas: Os gabaritos, s e inserções de metal personalizados podem ser impressos em dias em vez de semanas

Processos primários de impressão 3D em metal

DMLS (Sinterização direta de metais por laser)

A DMLS sinteriza o pó metálico imediatamente abaixo do seu ponto de fusão, utilizando um laser de fibra. O pó não se funde totalmente - as partículas são unidas por difusão e não por fusão completa. Este processo:

• Trabalha com uma vasta gama de metais: aço inoxidável, aço para ferramentas, alumínio, cromo-cobalto, Inconel, titânio
• Atinge densidades de 96-99% densidade teórica
• Adequado para peças funcionais com boas propriedades mecânicas
• Resolução padrão DMLS: 20-50 micrómetros de espessura de camada

SLM (fusão selectiva por laser)

A SLM funde totalmente o pó metálico numa peça totalmente densa. Devido ao facto de o pó estar completamente fundido durante o processamento, a SLM consegue:

• Densidade teórica de 99,95%+ (densidade quase total)
• Propriedades mecânicas superiores, nomeadamente para aplicações críticas em termos de fadiga
• Melhor para ligas de alta resistência como o titânio e o Inconel
• Requer um controlo de processo mais preciso do que o DMLS

EBM (fusão por feixe de electrões)

Utiliza um feixe de electrões no vácuo para fundir pó metálico. O EBM é particularmente adequado para ligas de titânio utilizadas na indústria aeroespacial e em implantes médicos porque:

• O ambiente de vácuo elimina a oxidação durante o processamento
• Processo elevado
  

  
  

  as temperaturas de combustão reduzem as tensões residuais

• As peças em titânio não necessitam de estruturas de suporte devido ao suporte do leito de pó
• Maior rendimento do que os processos baseados em laser para peças de titânio de grandes dimensões

Materiais metálicos disponíveis

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Impressão 3D em metal vs. maquinagem CNC

A impressão 3D em metal e a maquinação CNC servem nichos diferentes. Nenhuma substitui a outra - são complementares.

• Escolha a impressão 3D em metal quando: A peça tem uma geometria interna complexa (canais, arrefecimento conforme), é necessário reduzir o peso através de estruturas de treliça, o design é optimizado em termos de topologia, são necessárias inserções rápidas de ferramentas ou a peça consolida várias montagens
• Escolha a maquinagem CNC quando: Necessita de tolerâncias apertadas (a AM de metal atinge +/-0,1-0,2 mm, o CNC atinge +/-0,01 mm), necessita de um acabamento de superfície suave, a geometria da peça é simples ou necessita de um volume elevado a baixo custo unitário

As nossas capacidades de impressão 3D em metal

Estabelecemos parcerias com fornecedores de serviços de AM de metal certificados para oferecer:

• Conceção para consulta AM: Podemos ajudá-lo a otimizar o design da sua peça para fabrico aditivo, incluindo a otimização da topologia e o planeamento da estrutura de suporte
• Guia de seleção de materiais: Adequação das propriedades da liga aos requisitos da sua aplicação e ao ambiente regulamentar
• Coordenação do pós-processamento: Tratamento térmico, acabamento de superfícies, EDM, maquinagem CNC e serviços
• Documentação de qualidade: Certificados de materiais, relatórios dimensionais e documentação de processos para aplicações aeroespaciais e médicas