Које користи за развој материјала доноси адитивна производња?

Недавни напредак у технологији и науци о материјалима покренуо је нове могућности, а производња адитива постаје популарнија сваки дан. Пример се може видети са Енигма-ДЕД ( https://www.enigma-ded.com/), лидер у напредним технологијама производње адитива. Они користе технике ДЕД (Директиван Енерги Депозион Метод) и шире њену употребу у индустрији производње адитива. Револуција коју употреба 3Д штампача додаје индустрији материјалних наука помаже у површној модификацији механике материјала, омогућавајући научницима да промене својства, састав и употребу неколико материјала. Постоји брз пораст технологије која се користи у производњи адитива за модификацију и развој нових материјала. Нови материјали имају неограничене потенцијалне употребе у различитим индустријама.

Без преседана могућности за модификацију материјала.

Адитивна производња има заслужену репутацију једне од најиновативнијих и најнапреднијих технологија, првенствено због своје изузетне способности и потенцијала да револуционизује стварање нових материјала. Поље науке о материјалима је ограничено у стварању, истраживању и модификацији нових материјала због недостатка средстава за употребу. Годинама је традиционална производња користила хомоген приступ материјалима. Овај приступ је изазов за мешање материјала који се користе у традиционалној производњи. Стратегије у новом приступу који се користи у традиционалној науци о материјалима револуционизирале су поље и понудиле нове могућности у пољу.

Данас се настављају побољшања и промене у производњи адитива. Једна важна предност аддитивне производње је начин на који се бави сложеним и густим аранжманима различитих метала и рационализацијом производње. Штавише, хибридизација метала отвара врата за иновативни дизајн инжењерских материјала.

Узмите Енигма-ДЕД као пример аддитивне производње; он је способан да произведе нове инжењерске системе материјала назване "функционално класификовани материјали", који се нуде у једном комад. Један је у стању да постигне различите степени, на градијентски начин, важних структурних и функционалних својстава као што су тврдоћа, топлотна отпорност и топлотна и / или електрична проводност. На пример, средњи део може имати топлотопостојан керамички језгро са флексибилним металним поклопачем на спољашњости. Овај приступ персонализованог дизајна задовољава екстремне и специјализоване инжењерске циљеве, као што су они који се налазе у ваздухопловној индустрији и медицинским уређајима, посебно у лаким, јаким и биокомпатибилним металима. Адитивна производња нам омогућава да побегнемо из кавеза традиционалних производних процеса и материјала.

Процес дизајна и итерације који долазе са развојем новог инжењерског материјала често су сложени и тешки. Обично су процеси испуњени дугим циклусима инжењерства производа који су испуњени временским потоцима и радним циклусима. Адитивна производња елиминише ове временске потоке и циклусе рада кроз брзе прототипе и тестове на захтев који омогућавају да радни ток постане хиперпродуктиван.

У Енгима-ДЕД-у користимо адитивно произвођење да тестирамо перформансе нових метала или керамичких материјала за само неколико дана у поређењу са недељама, и то радимо у малим производњим серијама. Пробавамо перформансе материјала у вези са чврстоћом, отпорношћу на корозију и топлотном стабилношћу. Штавише, ми можемо брзо да израдимо прилагођене композиције материјала.

Ова способност брзе итерације помаже да се рано идентификују недостатке дизајна и укључе ефикасне модификације. Уз помоћ напредних 3Д технологија штампања као што су Енигма-ДЕДс ДЕД, време потребно за комплетан циклус развоја материјала се значајно смањује. Отпадни прототипи узрокују губитак сировина, али се то минимизује помоћу 3Д штампе, што такође смањује укупне трошкове циклуса развоја материјала.

Адитивна производња повећава перформансе материјала контролишући њихову унутрашњу структуру

Перформансе материјала су резултат комбинације фактора: његових својстава, његове структуре и архитектуре те структуре на микро и решеће шкали. Знајући то, у Енигма-ДЕД-у користимо 3Д штампу за пројектовање и производњу металних 3Д штампачких система које крајњи корисник може контролисати, што резултира материјалима. Овом контролом можемо створити сложене микроструктуре са везаним зрнама које повећавају чврстоћу за 30% у односу на метале коване традиционалним методама.

Једна од главних предности адитивне производње је могућност контроле порозности металних структура. На пример, производња адитива може произвести јаке, лаге метале који имају мале, равномерно распоређене поре, карактеристика која је пожељна у аутомобилском и ваздухопловном сектору. Међутим, металне структуре се могу дизајнирати и да буду потпуно чврсте, што је корисно за медицинске импланте и ваздухопловне компоненте које морају бити потпуно запечаћене. Ова контрола порозности побољшава перформансе и функционалност материјала. Лаке, чврсте и отпорне структуре направљене за купце Енигма-ДЕД-а показују ове предности.

Употреба Енигма-ДЕД-а спречава више пластичног отпада

Енигма-ДЕД користи производњу адитива која смањује отпад. У традиционалној производњи, материјал се губи на сваком кораку процеса. Енигма-ДЕД-ови отпад материјала повећавају трошкове.

За разлику од других врста тестирања материјала, тестирање Енигма-ДЕД-а има проценат отпада мањи од 5%. Други методи испитивања имају проценат отпада од 50% или више. Старе методе троше много материјала, посебно скупе елементе као што су титанијумске легуре и напредна керамика. Метода Енигма-ДЕД штеди новац и друге ресурсе тако што се тестирани делови одбацују након тестирања.

Осим тога, постоји глаткији прелаз од прототипа нових метала или керамике на масовну производњу са адитивном производњом. Постоји доследна и једнака употреба материјала. Не треба прецењивати потребне материјале како би се објасниле неефикасности. На пример, када се производе нове титанијске легуре за ваздухопловне компоненте, није потребан никакав процес производње адитива за резање материјала. То помаже да се сачува развој нових материјала и смањује укупни трошак за истраживаче.

Током година, обим специјализованих примена материјала је проширен

Суперлеаги, метали и крхка керамика су напредни материјали. Дуго времена, специјализоване апликације са напредним материјалима требале су да се обрађују традиционалним путем. Адитивна производња сада мења начин на који људи обрађују напредне материјале.

Енигма-ДЕД користи адитивну производњу за рад са крхким керамичким материјалима који се обично пукају током нормалних радних процеса. Кроз оптималну контролу температуре, слојно штампање и механизме за спречавање пукотина, адитивна производња решава овај проблем, и крхка керамика се сада може користити.

Осим тога, адитивна производња такође омогућава пројектовање и производњу метала отпорних на зрачење за нуклеарну индустрију и топлотоотпорних суперлегова за ваздухопловство. У нуклеарној индустрији се очекује да ће метали који се користе дуго преживјети тешко зрачење, а суперлегуре које се користе у ваздухопловству морају да одржавају свој структурни интегритет током операција на високим температурама и преживљавају екстремно време. Адитивна производња решава велики број проблема у производњи специјализованих материјала и рјешава изазове који су постојали у различитим областима као што су производња ваздухопловних и медицинских уређаја.