EN
Како се помоћу жичне штампе повећава ефикасност 3Д штампе метала
Аерокосмички произвођач који производи титанијумске конструктивне задржине упоредио је два приступа производње адитива за 45 килограма Ти-6Ал-4В компоненте. Ласерски ДЕД систем на бази праха који се депонира са 0,6 кг/час са 60% коришћењем материјала потрошио је око 75 кг праха за производњу делова тежине 45 кг, са 30 кг нерастопљеног праха који је потребан за ситовање и рециклирање. А štampanje žicom ДЕД систем је депонирао исту геометрију при 1,0 кг/час са скоро 100% коришћењем материјала 45,5 кг жице је произвело 45 кг готовог делова. Приступ жице испоручио је компоненту за 45 сати изградње у поређењу са 75 сати, са трошковима сировина 40% ниже по килограму депонираног метала.
Štampanje žicom у производњи метала додатака било да се базира на луку (WAAM), на ласеру или на плазми мења фундаменталну економију процеса. Разлике између жице и праха далеко прелазе физички облик сировине.
Вијец против праха Разница у ефикасности
Брзина наношења
Разлика у брзини депозиције између жице и праха је укорењена у физику. Подражњак са прахом štampanje žicom алтернатива мора да носи честице праха у струји гаса у базен за топило, где се прилепљују само честице које се пресечу површином базна за топило остатак се одвоји током гаса или одбија од чврстог материјала који окружује базен. Ефикасност депозиције система са пудрицом обично се креће од 50-70%, што значи да 30-50% купљеног праха постаје преплављење које захтева прикупљање, ситовање и потенцијалну поновну употребу.
Систем који се храни жицом храни континуирано чврсто филаменто директно у топлу базен. Сваки милиметар жице постаје метал. Ефикасност депонирања се приближава 100% само мала дужина жице између млазнице за храну и топљења базен подлежу било губитак, а модерна жица štampanje žicom системи са синхронизованим контролом хране смањују чак и то на занемарљиве нивое.
Разлика у стопи је значајна. Ласерско хранивање жицом постиже стопе депозиције ≥1,0 kg/h под еквивалентним условима ласерске снаге где подавање праха даје око 0,6 kg/h предност продуктивности од 40%. Арк базирани жични системи који користе технологију хладног металног преноса (ЦМТ) постижу брзине депонирања од 2-5 кг/час за легуре челика и никела, скалирање до 10 кг/час за конфигурације са високом брзином депонирања на великим компонентама. Највиши системи фузије прашковог кревета, за поређење, раде на 0,01-0,1 кг/час.
Употреба материјала
Разлика у употреби материјала је још одлучујућа од разлике у стопи депозиције. Системи на бази праха обично постижу 60% коришћења 100 кг купљеног праха даје 60 кг депозитованог метала. Осталих 40 кг је комбинација претераног прскања (које се могу опоравити ситовањем, али се деградирају делимичним топом и оксидацијом), прскања (неопорављају се) и кондензата на зидовима коморе.
Štampanje žicom постиже практично 100% коришћења материјала. Сијана за производњу жице је готови индустријски производ који је извучен на прецизан толеранцију дијаметра (± 0,01 mm), са контролисаним саставом, чистоћом површине и спецификацијама ливења и хеликса које осигурају доследно хранивање. Трошкови жице по килограму су обично 40-60% нижи од еквивалентног праха јер је атомизација метала у сферични прах са чврстом дистрибуцијом величине честица процес који потроши много енергије и који додаје 15-50 долара по килограму трошковима сировине у поређењу са цртањем жице.
Зашто жица омогућава веће и брже зграде
Физика хранења прахом ствара практично ограничење величине за производњу адитива на бази праха. Како се површина топљења повећава како би се прилагодила већим стопама одлагања, ток праха мора равномерно покрити већу површину. Динамика проток гаса постаје све тежа за контролу честице праха које стижу до ивице базена не могу се потпуно топлити, стварајући дефекте недостатка фузије. Похрање жицом решава овај проблем јер жица улази у топлу воду у једној тачки без обзира на величину базена, а динамика топле воде дистрибуира материјал.
Због тога се у великој мери производње адитива компоненте које прелазе један метар у било којој димензији углавном користи на производњи на бази жица. Шест метара алуминијумски бродски витла штампано од štampanje žicom Технологија WAAM је комерцијално практична; за исту компоненту потребан је систем прашковог кревета или прашковог ДЕД-а непромотивне величине и трошкова са временом депонирања мереним у недељама, а не данима.
Трошкови по килограму
Комбиновани ефекат веће стопе одлагања, веће употребе материјала и ниже трошкове сировина производи предност по цени по килограму за štampanje žicom што чини велике металне додатне делове економски одрживним. За титанијумске легуре, депозиција на бази жице кошта 150-300 долара по килограму готовог делова у поређењу са 400-800 долара по килограму за ласер на бази праха и 800-2,000 долара по килограму за фузију прашковог кревета. За челик и легуре никла, односи су слични иако су апсолутни трошкови нижи.
Често постављана питања
Колико је брже штампање жицом у поређењу са 3Д штампањем метала на бази праха?
Ласерски жици се хране са ≥1,0 kg/h у односу на 0,6 kg/h за еквивалентно ласерско прашиће 40% предности у продуктивности. Арк базирани жични системи (WAAM) постижу 2-5 кг/час за челик и легуре никла, и до 10 кг/час у конфигурацијама са високим депонирањем. Најбржи системи фузије прашковог кревета раде са 0,01-0,1 кг/час, што чини штампање жицом 10-500 пута бржим у зависности од поређења.
Зашто штампање жицом постиже 100% коришћење материјала?
Вице се подје као континуирана чврста нитка директно у топлу воду. Сваки милиметар жице постаје метал. Системи који се хране прахом губе 30-50% сировине као преплављене честице које промашу топлински базен и одводе гасни ток. Скоро савршена ефикасност преноса жице елиминише губитак материјала који је својствен процесима на бази праха.
Да ли је метал штампан жицом једнако чврст као метал штампан прахом или традиционално произведен?
Да, ја сам. Тркање жицом производи потпуно густе депозите са механичким својствима који испуњавају или прелазе спецификације кованог материјала. За Инцонел 625, компоненте жице-ДЕД постижу чврстоће излаза 401 МПа, чврстоће за истезање 724 МПа и продужење од 57%. Брзо учвршћивање у ДЕД процесима производи фино зрнасте микроструктуре које су често супериорније од ливе материјала и упоредиве са кованим материјалом.
Који метали се могу користити за штампање жицом?
Титанијумске легуре (Ти-6Ал-4В), суперлегуре на бази никла (Инконел 625, 718), нерђајући челик (316Л, 17-4ПХ), алуминијумске легуре (2319, 4043, 5356), угљенични челик и кобалт-хромске легуре су комерцијално Произвођачи жица све више нуде композиције легура оптимизоване посебно за топлотне циклусе производње адитива, а не за апликације за заваривање.
Који су ограничења на површини на коже од штампања жицом?
Површине за штампање жице које се депонирају имају карактеристичну текстуру слоја са површинском грубошћу обично Ra 10-25 μm грубије од фузије прашковог кревета (Ra 5-15 μm), али упоредиве са ливењем песком. Функционалне површине (барирање часописа, плоча за запечатање, парење површина) завршене су ЦНЦ обрадом до потребне толеранције и површине. Хибридни системи додатног и одлазног дела обављају депозицију и обраду у једној конфигурацији, елиминишући рефикстурацију.
Како се штампање жицом носи са реактивним металима као што је титанијум?
Титанова штампање жица захтева инртну атмосферу штитња обично високочисто аргон у затвореној комори или преко локализованог штитња система за доставување гаса. Сијална сировина није пирофорна, за разлику од титанијумског праха који представља опасност од пожара и експлозије. Ова предност безбедности, у комбинацији са већом употребом материјала, чини жицу омиљеном сировином за производњу титанијумских адитива у индустријском обиму.