科技前線 | 用3D打印金屬零件?一定避免這3種錯(cuò)誤

科技前線 | 用3D打印金屬零件?一定避免這3種錯(cuò)誤的圖1

借助增材制造,您可以用金屬粉末制造大型、復(fù)雜的自由形狀零件。但是請(qǐng)不要跳過仿真步驟,否則零件的成本和時(shí)間可能會(huì)比您計(jì)劃的要多。

原因之一是物理上的收縮現(xiàn)象。隨著粉末冷卻,收縮會(huì)嚴(yán)重破壞打印對(duì)象,具體取決于實(shí)際幾何形狀及其連續(xù)介質(zhì)力學(xué)特性。

在本文中,我們討論了由于收縮導(dǎo)致的金屬3D打印中三種常見的不良結(jié)果,這些錯(cuò)誤都可以通過在開始物理制造之前運(yùn)行仿真輕松地避免。


崩潰的印刷機(jī)

在金屬3D打印中,打印層的高度通常在20至200μm之間。因此,一層的變形通常不會(huì)影響下一層的重涂。

但是,零件的幾何結(jié)構(gòu)由數(shù)千個(gè)層組成,微小的變形可能會(huì)疊加。實(shí)際上,這些微小變形加在一起的大小可能會(huì)大于單個(gè)圖層的大小。如果由于某個(gè)區(qū)域固定不牢固或缺少固定而在構(gòu)建方向上發(fā)生這種變形,那么就會(huì)在嘗試涂覆下一個(gè)粉末層時(shí),涂敷器就會(huì)撞入零件。

如果發(fā)生這種情況,您必須重新固定該區(qū)域,以重新開始工作,不僅浪費(fèi)時(shí)間還會(huì)浪費(fèi)材料。

科技前線 | 用3D打印金屬零件?一定避免這3種錯(cuò)誤的圖2


圖片:下層變形導(dǎo)致涂敷器變形


裂縫

大型或巨型零件可能會(huì)在構(gòu)建板上、支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)以及零件本身中出現(xiàn)裂縫。這種情況通常發(fā)生在拐角等區(qū)域,因?yàn)樵谠搮^(qū)域會(huì)引起很大的塑性應(yīng)變,從而損壞材料。

一旦發(fā)生這種情況,由于不再存在機(jī)械固定,印刷在裂縫頂部的新層收縮會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重變形。

甚至可能導(dǎo)致進(jìn)一步的裂紋,從而導(dǎo)致形狀更加不精確,進(jìn)而又導(dǎo)致涂敷器崩潰(尤其是在向上移動(dòng)出粉末層的區(qū)域)。

科技前線 | 用3D打印金屬零件?一定避免這3種錯(cuò)誤的圖3


圖片:裂紋和分層可能發(fā)生在角落等誘發(fā)塑性應(yīng)變過大的區(qū)域


Creo 7.0

Creo 7.0搭載了增材制造功能,可以在托盤中的打印準(zhǔn)備過程中進(jìn)行仿真,預(yù)先變形的模型將自動(dòng)替換原件,以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)精化的增材制造。

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