アディティブ マニュファクチャリング プロセスの主な影響要因を簡単に分析

アディティブ マニュファクチャリング プロセスの主な影響要因を簡単に分析

現在、アディティブ マニュファクチャリング技術は非常に重要な技術となっており、航空宇宙、自動車、生物医学などの産業で精力的に開発されており、伝統的な製造の変革とアップグレードを促進する重要な力となっています。 中国のアディティブ マニュファクチャリング技術は近年急速に発展し、さまざまなアプリケーション サービス市場が徐々に形成されています。 一部の分野では一定の成果が得られていますが、外国と比較して、業界全体の技術埋蔵量は不十分であり、アディティブ マニュファクチャリングに関連するコア技術と特許は外国企業によって管理されています。

現在、金属材料は依然として工業生産で最も広く使用されています。 付加製造技術を使用して従来の加工方法を置き換え、従来の加工方法では加工が困難な金属部品を製造することは、付加製造技術の重要な開発方向です。 従来のプロセス方法とは異なり、アディティブ マニュファクチャリング技術は、材料の性能と適用性に対してより高い要件を課しています。 しかし、産業基盤としての金属粉末材料は、中国の付加製造産業の急速な発展を制限する重要な要因となっています。 積層造形を実現する技術的な方法は数多くありますが、処理メカニズムは基本的に同じです。つまり、材料は高エネルギー熱源の作用で急速に溶融します。 作用時間が非常に短いため、マトリックスの冷却効果により溶融金属が急速に凝固し、特定の走査領域での成形が実現します。 アディティブ マニュファクチャリング製品のエネルギーは、熱源の特性、材料特性、プロセス パラメータによって決まります。 熱源の種類と粉末供給の方法は、さまざまな積層造形技術を区別するための最も基本的な要素です。

現在、付加製造プロセスの影響要因は、秦皇島の ZHONGWEI 精密編みによって詳細に分析されています。

1.熱源

金属積層造形の分野で最も成熟した熱源は、レーザーと高エネルギー電子ビームです。 電子ビームの動作原理は、レーザーの動作原理とは異なります。 電子ビームの加熱モードは、高エネルギー電子がターゲットの表面を通過し、表面から特定の深さに入り、ターゲット原子にエネルギーを伝達して、ターゲット原子の振動を強め、熱エネルギーへの電子の運動エネルギー; レーザーは、ターゲット表面で光子エネルギーを吸収することによって加熱され、レーザーはターゲット表面を通過しません。 材料の製造と処理のプロセスでは、熱源の電力とスキャン速度は一般に一定です。つまり、材料に作用するエネルギー密度は一定であり、熱源の影響は吸収性能によって直接決定されます。熱源への材料。 物質による熱源エネルギーの吸収は、その作用メカニズムや物質の表面状態などによって決まります。 最も一般的に使用されるレーザー熱源の場合、レーザー光エネルギーの吸収は、波長、照射された材料の反射率、およびエネルギー密度に関連しています。 成形プロセス中、材料の表面状態、サイズ、およびその他の要因によって、レーザーに対する明らかな制約が生じます。 電子ビームはメカニズムが異なるため、積層造形プロセスではレーザーよりも優れた適応性があります。

2. 資料

粉末材料は、現在最も一般的に使用されている金属積層造形材料です。 金属粉末は、金属部品積層造形産業チェーンの最も重要なリンクとして、最も価値のあるものでもあります。 金属粉末材料は、粉末冶金業界で一般的に使用されています。 粉末冶金成形とは、粉末を予備成形した後、高圧および高温条件下で粉末を最終的に成形することを指します。 プロセス全体で、材料の物理的および冶金学的変化は比較的遅く、材料は融合、拡散、および反応に十分な時間があります。 粉末冶金処理中の温度と圧力の制限により、ワークピースのコンパクトさを確保するために、粉末材料を使用して成形キャビティをできるだけ完全に満たす必要があります。 粉末冶金プロセスの技術的特性を考慮して、比較的完全な一連の粉末評価方法と標準が開発されており、比較的完全な指標を使用して、粒子サイズ、比表面積、粒子などの粉末材料の性能を一定にすることができます。粉末冶金において、粉末の流動性やタップ密度は、粉末冶金に使用される粉末材料を測定する重要な指標です。

3. プロセス

粉体充填方法が粉体散布の場合、熱源は粉体に優先的に作用します。 粉末と成形領域の完全な冶金学的組み合わせを確保するために、処理プロセスにおける溶融プールの深さとサイズが妥当な範囲内にあることを確認する必要があります。 同期粉末供給モードが採用されている場合、同軸粉末供給モードまたは横方向粉末供給モードに関係なく、材料に対する熱源の影響は、成形領域への影響と成形面への影響の2つの部分に分けることができます。粉末材料。 粉末は、移動中に熱源によって特定の温度に加熱された後、独自の運動エネルギーの作用で成形領域に押し込まれます。 成形プロセス全体は、比較的高エネルギーの粉末材料が核融合領域に衝突するプロセスに相当します。 この方法は、粉末散布法よりも製品の密度を向上させるのに役立ちます。

付加製造プロセスは、明らかに粉末冶金プロセスとは異なります。 熱源の影響下での粉末材料の冶金学的変化は非常に速いです。 成形プロセス中、粉末材料は熱源に直接作用します。 粉末材料には、金型の拘束と外部永久圧力がありません。 一般的に積層造形には直径1mm以下の粉末材料が適しているとされており、粒径は50μm程度の粉末材料が成形性に優れています。 粉末冶金業界と比較して、現在、中国には粉末材料と付加製造プロセスの適用性を決定するための成熟した評価方法または標準がなく、関連する評価方法および付加製造用粉末の指標をさらに研究する必要があります。考慮。

金属粉末冶金について詳しく知りたい場合は、Qinhuangdao Zhongwei Precisionにご相談ください。