Dịch vụ in 3D kim loại: DMLS và SLM cho các bộ phận kim loại có chức năng

In 3D kim loại — cụ thể là các quy trình hợp kim trên giường bột như Hợp kim kim loại bằng tia laser trực tiếp (DMLS) và Nung chảy chọn lọc bằng tia laser (SLM) — đã vượt ra khỏi phạm vi chế tạo mẫu thử để tiến vào giai đoạn sản xuất hàng loạt. Các bộ phận như giá đỡ trong ngành hàng không vũ trụ, thiết bị cấy ghép y tế, dụng cụ gia công theo yêu cầu và các cụm van thủy lực phức tạp — vốn không thể sản xuất bằng bất kỳ phương pháp nào khác — hiện nay thường xuyên được chế tạo bằng công nghệ in 3D. Việc hiểu rõ thời điểm và cách thức sử dụng các dịch vụ in 3D kim loại sẽ giúp các kỹ sư và đội ngũ mua sắm đưa ra những quyết định tốt hơn trong việc lựa chọn nguồn cung ứng.

In 3D kim loại là gì?

In 3D kim loại là thuật ngữ chỉ một nhóm các quy trình sản xuất gia công tích hợp (AM), trong đó bột kim loại được nung chảy và kết dính thành các chi tiết rắn theo từng lớp bằng tia laser công suất cao hoặc chùm tia điện tử. Khác với gia công CNC — vốn loại bỏ vật liệu khỏi một khối rắn — công nghệ AM kim loại chỉ bổ sung vật liệu vào những vị trí cần thiết, từ đó cho phép:

• Hình học phức tạp: Các kênh bên trong, cấu trúc dạng lưới và các hình dạng hữu cơ không thể gia công
• Giảm cân: Các thiết kế được tối ưu hóa về mặt cấu trúc loại bỏ vật liệu khỏi các khu vực chịu lực thấp, giúp giảm trọng lượng từ 30% đến 60%
• Gộp các bộ phận: Có thể in nhiều chi tiết lắp ráp thành một khối duy nhất, giúp loại bỏ các chi tiết liên kết và mối nối
• Sản xuất khuôn mẫu nhanh: Các khuôn kim loại, bộ phận và miếng lót tùy chỉnh có thể được sản xuất chỉ trong vài ngày thay vì vài tuần

Các quy trình in 3D kim loại nguyên chất

DMLS (Công nghệ nung kết kim loại trực tiếp bằng tia laser)

Công nghệ DMLS sử dụng tia laser sợi quang để nung kết bột kim loại ở nhiệt độ ngay dưới điểm nóng chảy của nó. Bột kim loại không tan chảy hoàn toàn — các hạt được liên kết với nhau thông qua quá trình khuếch tán thay vì quá trình nung chảy hoàn toàn. Quá trình này:

• Có thể gia công nhiều loại kim loại khác nhau: thép không gỉ, thép công cụ, nhôm, hợp kim coban-crom, Inconel, titan
• Đạt được mật độ từ 96% đến 99,1% so với mật độ lý thuyết
• Phù hợp với các bộ phận chức năng có tính chất cơ học tốt
• Độ phân giải tiêu chuẩn của công nghệ DMLS: Độ dày lớp 20–50 micromet

SLM (Nung chảy bằng laser có chọn lọc)

Công nghệ SLM nung chảy hoàn toàn bột kim loại thành một chi tiết có độ đặc hoàn toàn. Do bột kim loại được nung chảy hoàn toàn trong quá trình gia công, công nghệ SLM mang lại những ưu điểm sau:

• Mật độ lý thuyết của 99.95%+ (gần như mật độ tối đa)
• Các tính chất cơ học vượt trội, đặc biệt là đối với các ứng dụng đòi hỏi độ bền mỏi cao
• Phù hợp hơn với các hợp kim có độ bền cao như titan và Inconel
• Yêu cầu kiểm soát quy trình chính xác hơn so với công nghệ DMLS

EBM (Nung chảy bằng chùm tia điện tử)

Sử dụng chùm tia điện tử trong môi trường chân không để nung chảy bột kim loại. Công nghệ EBM đặc biệt phù hợp với các hợp kim titan được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ và cấy ghép y tế vì:

• Môi trường chân không giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa trong quá trình chế biến
• Chi phí cao
  

  
  

  Nhiệt độ cao giúp giảm ứng suất dư

• Các bộ phận bằng titan không cần cấu trúc hỗ trợ nhờ vào cơ chế hỗ trợ bằng lớp bột
• Công suất xử lý cao hơn so với các quy trình sử dụng tia laser đối với các chi tiết titan cỡ lớn

Các loại vật liệu kim loại có sẵn

>

In 3D kim loại so với gia công CNC

In 3D kim loại và gia công CNC phục vụ các phân khúc thị trường khác nhau. Cả hai không thể thay thế lẫn nhau — chúng bổ sung cho nhau.

• Hãy chọn in 3D kim loại khi: Chi tiết có cấu trúc hình học bên trong phức tạp (các kênh, hệ thống làm mát theo hình dạng), bạn cần giảm trọng lượng bằng cách sử dụng cấu trúc dạng lưới, thiết kế đã được tối ưu hóa về mặt cấu trúc, bạn cần các chi tiết lắp ráp nhanh, hoặc chi tiết này kết hợp nhiều cụm lắp ráp lại với nhau
• Hãy chọn gia công CNC khi: Bạn cần độ chính xác cao (in 3D kim loại đạt độ chính xác +/-0,1–0,2 mm, gia công CNC đạt độ chính xác +/-0,01 mm), bạn cần bề mặt nhẵn mịn, hình dạng chi tiết đơn giản, hoặc bạn cần sản xuất số lượng lớn với chi phí đơn vị thấp

Khả năng in 3D kim loại của chúng tôi

Chúng tôi hợp tác với các nhà cung cấp dịch vụ in 3D kim loại được chứng nhận để cung cấp:

• Tham vấn về thiết kế cho sản xuất bằng công nghệ in 3D: Chúng tôi có thể hỗ trợ quý khách tối ưu hóa thiết kế chi tiết cho quy trình sản xuất gia công tích hợp, bao gồm tối ưu hóa cấu trúc và lập kế hoạch cấu trúc hỗ trợ
• Hướng dẫn lựa chọn vật liệu: Điều chỉnh các đặc tính của hợp kim cho phù hợp với yêu cầu ứng dụng và khung pháp lý của quý vị
• Điều phối sau xử lý: Xử lý nhiệt, hoàn thiện bề mặt, gia công điện cực (EDM), gia công CNC và các dịch vụ khác
• Tài liệu chất lượng: Giấy chứng nhận vật liệu, báo cáo kích thước và tài liệu quy trình cho các ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ và y tế