电化学加工与青岛金属3D打印产量千分尺尺寸公差
发布时间:2020-06-15 09:17
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DiarBähre教授和他在萨尔大学的团队致力于改善金属的3D打印,来自德国萨尔布吕肯的新研究正在涌现。他们的新方法将电化学加工(ECM)与金属制造相结合,使青岛3D打印的许多优点可以立即融合在一起,并具有使用传统技术之前无法实现的复杂几何形状的能力。坚固,轻巧的零件可以制造出精度高,“精度高”的零件,尺寸公差仅为千分之几毫米。

德克·巴勒教授

尽管像NASA这样的汽车公司和组织多年来一直享受着青岛3D打印服务的优势-主要是从一开始就迅速建立了原型,但如今,金属增材制造工艺已用于制造许多不同的,功能强大的零件。不过,更重要的是,这些零件可以大量定制以满足工业用户的需求。精度是设计和生产可能影响汽车,飞机或火箭性能的零件的关键,而且在许多情况下,零件很多,其中大部分是针对特定应用而专门设计的。

“公差可以在微米范围内,” DirkBähre教授说。

在当前的研究中,在精密加工和精加工方面都有经验的科学家着手进一步改善金属制造,尤其是在尺寸公差方面。为了印刷更复杂,更精确的零件,他们决定结合电化学加工进行改进,以使用铝,钛或钢之类的金属合金。

“我们用于增材制造的金属零件的后处理技术提供了一种经济高效的方法,可以生产出高精度功能性表面,用于要求严格公差的应用。它使大量零件能够高效,经济地进行后处理。”Bähre解释说。“我们的非破坏性,非接触式制造技术使我们即使由高强度材料制成,也能有效地加工具有复杂几何形状的零件,”

精密加工是萨尔布吕肯(Saarbrücken)制造技术人员的专长,由萨尔布吕肯(DiarBähre)教授领导(左,这里是他的研究小组的技术助理史蒂芬·威廉(Stefan Wilhelm))。通过创新的工艺,它们结合了青岛3D打印和电化学去除技术,从而形成了精度高达千分之一毫米的重金属制成的组件。(照片来源:©Oliver Dietze)

青岛3D打印的零件浸入电解质溶液中,然后加工成适当的规格,因此仅需要电气连接即可进行生产。不需要机械接触,并且没有机械应力施加在零件上。在此阶段将消除任何金属颗粒。

“通过调节电流脉冲的持续时间和工具的振动,我们可以非常均匀地去除表面材料,从而留下特别光滑的表面并实现高尺寸精度,”Bähre说。

(照片来源:©Oliver Dietze)

进行了许多实验,并“严格检查”了这项新技术涉及的每个步骤:

“优化后处理需要对材料和过程都有透彻的了解。例如,我们需要确切地知道在先前的济南3D打印阶段金属发生了什么。这就是为什么我们仔细研究3D打印过程中产生的金属的微观结构的原因。通过仔细检查工艺技术和材料性能,我们可以改进和优化电化学方法,从而以更高的精度获得更光滑的表面或更复杂的几何形状。” “我们详细检查了不同的材料和工艺参数如何相互作用,然后确定了整个生产工艺的配置方式。”

尽管DirkBähre和他的研究团队还与众多与商业和行业相关的合作伙伴合作,但他们的一些项目也由欧洲区域发展基金会资助。