توسع الشعيرات المعدنية بشكل كبير من استخدام الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد لمجموعة واسعة من المحترفين الذين يعد استخدام التكنولوجيا مكلفًا للغاية. اليوم ، تعد طباعة الأسلاك ، المعروفة أيضًا باسم ترسيب المعادن المنصهرة (BMD) أو نمذجة ترسيب المعادن (MDM) ، مناسبة لصنع قطع غيار صغيرة أو قوالب الحقن. إن تصنيع الأجزاء المعدنية من الأسلاك ليس أرخص بنسبة 90 في المائة فقط من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية الأخرى أحادية القطعة أو ذات الحجم المنخفض ، ولكنه يتجنب مخاوف السلامة المرتبطة باستخدام مسحوق المعادن والطباعة بالليزر المعدنية ثلاثية الأبعاد ، مما يوفر نفس حرية التصميم ومتشابهة جدًا جودة الجزء. إذن كيف يمكنك الحصول على أجزاء معدنية مطبوعة ثلاثية الأبعاد بسهولة وبتكلفة معقولة؟
△ الأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد المصنوعة على نظام Desktop Metal Studio
الآن ، أدخل المزيد من الشركات المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد لنمذجة الترسيب المنصهرة (FDM) ، بما في ذلك Anycubic ، ملفات تعريف الطابعة المعدنية التي تسمح للمستخدمين بالطباعة باستخدام خيوط معدنية على أجهزتهم ذات الأسعار المعقولة. قدمت الشركات المصنعة للطابعات FDM الأخرى ، مثل UltiMaker و BCN3D و Zortrax ، مجموعات ذات صلة مناسبة للطباعة المعدنية ، بما في ذلك التشكيلات الجانبية والخيوط والفوهات. الفئة الثالثة من طابعات سطح المكتب ثلاثية الأبعاد هي تلك المخصصة للخيوط المعدنية ، مثل Raise3D's Forge1 و Markforged's Metal X.
سيقدم Antarctic Bear الخصائص والوظائف الفريدة لطباعة الأسلاك أدناه ، موضحًا كيفية الطباعة بالأسلاك والخصائص الميكانيكية التي يمكن الحصول عليها. بالإضافة إلى ذلك ، تتوفر بعض الطابعات السلكية ثلاثية الأبعاد في نهاية هذه المقالة.
صورة
سلك فائق الاستخدام من Forward AM وأجزاء معدنية مطبوعة على آلة BCN3D
ما هو السلك؟
صورة
△ استخدام سلك Ultrafuse لطباعة الأجزاء المعدنية على طابعة Raise3D's Forge 1 3 D.
يتكون الفتيل المعدني المستخدم في الطباعة من قاعدة بلاستيكية يتم فيها غرس الجزيئات المعدنية بشكل موحد ، وهي عبارة عن خيوط مركبة تنتج أجزاء معدنية قوية ومقاومة كيميائيًا ذات محتوى عالٍ من المواد الصلبة (98 بالمائة زائد). بخلاف الأنواع الأخرى من الفتيل ، تتطلب الفتيل المعدني أيضًا خطوتين إلى ثلاث خطوات للمعالجة اللاحقة بعد الطباعة ، والتي تتضمن إزالة البوليمر من الطباعة في مذيب كيميائي ، ثم وضع الطباعة في فرن تلبيد ، حيث يتم تكثيفها في جزء معدني .
اعلم أننا لا نتحدث عن الأسلاك هنا فقط عن الأسلاك ذات الألوان المعدنية أو المعادن الزخرفية. لا تخلط بين هذه الأسلاك والأسلاك المستخدمة في أغراض الديكور. يُطلق على الأسلاك المعدنية اسم "الألومنيوم" أو "النحاس" اعتمادًا على لونها ، ويباع بعضها على شكل PLA بالإضافة إلى المعدن ، والذي يحتوي فقط على 5 في المائة إلى 40 في المائة من مسحوق المعدن. تحتوي بعض الأسلاك الزخرفية ، مثل MetalFil Classic Copper و PLA المملوء بالحديد من Formfutura ، على نسبة عالية من مسحوق المعادن (تصل إلى 80 بالمائة) ، ولكن فقط لمحاكاة مظهر المعدن. لا تتطلب هذه أي نوع من المعالجة اللاحقة لإزالة البلاستيك ، ولكن يمكن صقلها بالفرشاة أو صقلها أو تلميعها لتبدو وكأنها معدن.
صورة
△ طباعة ثلاثية الأبعاد للأجزاء المعدنية باستخدام سلك Anycubic والطابعة ثلاثية الأبعاد
تختلف تصميمات الأجزاء ، والتوجيهات ، وسُمك الجدار ، والهياكل الداعمة باستخدام خيوط معدنية عن أي خيوط أخرى. عند الطباعة على أجهزة مثل Ender 3 أو Anet A8 ، تأكد من اتباع إرشادات التصميم الخاصة بالشركة المصنعة للفتيل والشركة المصنعة للطابعة. يضمن وجود إعدادات الطابعة والقطاعة المثالية على جهازك تحقيق أقصى استفادة من المواد الخاصة بك منذ البداية دون الحاجة إلى تجربة درجات حرارة السرير وسرعات البثق ، مما يقلل من نفايات الفتيل. على سبيل المثال ، قام عدد قليل من الشركات المصنعة للطابعات FDM (Makerbot و UltiMaker و Raise3D و Zortrax و BCN3D) باعتماد سلك يحمل علامة Ultrafuse للاستخدام في طابعاتهم وعملوا مع الشركة المصنعة Ultrafuse BASF Forward AM لتطوير إعداد طابعة مثالي بمرور الوقت. ولكن إذا لم تقم الشركة المصنعة باختبار الطباعة السلكية أو اعتمادها ، فقد يتعرض المستخدمون لفشل الطباعة. عادة ، يبدأ السلك من 150 دولارًا مقابل 500 جرام.
صورة
الأجزاء المطبوعة باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ Zetamix 316L من Nanoe تحتوي على أجزاء معدنية كثيفة بنسبة 80 بالمائة تقريبًا
يمكن أن يمثل العثور على سرعة الطباعة الصحيحة تحديًا إذا لم تقدم الشركة المصنعة للطابعة واحدة. سرعات طباعة الشعيرات المعدنية بطيئة نسبيًا وتحتاج إلى تعديل وفقًا لتصميم الجهاز والجزء ، وتبدأ الطباعة عمومًا بسرعة 30 مم / ثانية أو 40 مم / ثانية ، وهي نفس السرعة المستخدمة في طباعة النايلون.
صورة
△ خطوات الطباعة السلكية ثلاثية الأبعاد ،
تتقلص الأجزاء المعدنية
لاحظ أن الجزء يتقلص أثناء المعالجة اللاحقة (من 18 بالمائة إلى 25 بالمائة من حجمه الأصلي ، اعتمادًا على التصميم والعلامة التجارية للخيوط) حيث تتم إزالة المادة البلاستيكية منه ويتم ضغط المعدن المتبقي. لا يمثل هذا تحديًا صغيرًا عند طباعة الأجزاء الوظيفية حيث تكون دقة الأبعاد أولوية. ومع ذلك ، فإن معامل الانكماش لنفس مادة السلك متسق ، لذلك يمكن قياس نموذج CAD الأولي بشكل صحيح وفقًا لنسبة الانكماش ، ويمكن لبرنامج التقطيع أن يحسبه تلقائيًا نيابة عنك.
Forward Ultrafuse لـ AM لديه 16-17 انكماش في المائة في المحور XY و 19-20 نسبة انكماش في المحور Z. باستخدام سلك العلامة التجارية Filamet من The Virtual Foundry ، يمكنك التخطيط لتقليص مطبوعاتك بحوالي 5 في المائة للنحاس والبرونز و 10 في المائة للصلب باستخدام عملية تنقية / تلبيد الشركة المنشورة. وقالت الشركة إن معدل الانكماش الطبيعي بشكل عام هو 7-10 بالمائة. الجزء الأخير كثيف بنسبة 80-85 في المائة ، ولكن يمكن تلبيد الجزء لفترة أطول ، مما يعني مزيدًا من الانكماش وكثافة أعلى.
تقدم الشركات المصنعة للطابعات أدناه وحدات التنقية والتلبيد كحزمة ، وتوفر برنامج سير عمل يساعد على ضمان توافق أجزائك مع إرشادات التصميم وتحسين جميع إعدادات الطباعة والتلبيد. بالنسبة للخيوط التي تتخطى مرحلة إزالة اللحام ، مثل Virtual Foundry و Nanovia ، يجب أن يكون الجسم الأخضر مدمجًا في مسحوق الألومينا أثناء مرحلة التجليخ الحراري ، وهي مادة أخرى يتم شراؤها ، ولكنها أقل تكلفة من وحدة التفكيك.
صورة
جزء من الفولاذ المقاوم للصدأ مطبوع على UltiMaker S5 باستخدام مجموعة أسلاك Ultrafuse
تصميم الأسلاك
أولاً ، وفقًا لإرشادات الطباعة السلكية التي طورتها MakerBot (أصبحت الآن جزءًا من UltiMaker) ، يجب الاحتفاظ بنسبة العرض إلى الارتفاع في النموذج أقل من 3: 1 ويجب الاحتفاظ بنسبة أبعاد الجدار أقل من 6: 1 لمنع الطباعة أثناء إزالة التجليد والتلبيد. منهارة أو مشوهة. أيضًا ، وفقًا لـ MakerBot ، اطبع الأجزاء بشكل مسطح قدر الإمكان وأضف أكبر عدد ممكن من الدعامات لتحسين قابلية بقاء الأجزاء أثناء إزالة التجليخ والتلبيد. يمكن تقليل الانهيار والتزييف الجزئي بشكل كبير من خلال الاستخدام الاستراتيجي لتحديد موضع الأجزاء وهياكل الدعم أثناء مرحلتي الطباعة والمعالجة اللاحقة.
صورة
△ Markforged Sinter -2 عبارة عن فرن مصمم لإنتاج الدُفعات المتوسطة والأجزاء المطبوعة الكبيرة
بحاجة إلى معالجة لاحقة
لا ينتج سلك الطباعة ثلاثية الأبعاد أجزاء معدنية قوية أو قابلة للاستخدام مباشرة من سرير الطباعة. في الواقع ، يُطلق على الطباعة الأولية اسم حساء ، وفي هذه المرحلة يكون الجزء هشًا للغاية ولا يحتوي على ميزات معدنية ، لذا فإن المعالجة اللاحقة ضرورية. بعد الطباعة ، يخضع الجسم الأخضر لعملية التنقية ، وهي عملية تستخدم الحرارة أو المذيبات لإذابة البلاستيك أو المكونات اللاصقة. هذه الخطوة تخلق قنوات مفتوحة في جميع أنحاء الجزء. (هناك استثناءات ، لا يتطلب سلك العلامة التجارية Filamet إزالة الشحوم الكيميائية ، ولكنه يستخدم حرارة الفرن لإزالة الرابط البلاستيكي. تمتلك الشركات المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد Desktop Metal و Rapidia (التي تستخدم معجونًا معدنيًا بدلاً من الفتيل) طابعة ثلاثية الأبعاد تتخطى خطوة إزالة الشحوم. طابعة لتلبيد عملية من خطوتين.)
يتم بعد ذلك تلبيد الجزء الذي تم إزالة الشحوم منه في الفرن ، والذي يقوم بتسخين الجزء بشكل موحد إلى ما دون نقطة الانصهار مباشرة ، ويزيل أي رابط متبقي ويذوب جزيئات المعدن لتشكيل جزء كثيف. يمكن تلبيد معظم مواد الأسلاك في أجهزة الفرن العادية طالما يمكنها الحفاظ على درجة حرارة التلبيد لبضع ساعات.
صورة
△ شركة Fastparts للطباعة ثلاثية الأبعاد عند الطلب ستعمل أيضًا على تقليل وتلبيد الأجزاء المعدنية الخاصة بك قبل إرسال المنتج بالبريد إلى العميل
الاستعانة بمصادر خارجية لتصفية وتلبيد
يوجد بالفعل العديد من الشركات المصنعة في السوق التي تقدم مجموعة من الآلات ، بما في ذلك الطابعات ، وآلات الغسيل أو إزالة الصقل ، وأفران التلبيد ، القادرة على تنفيذ العملية بأكملها داخل الشركة واستخدام قطعة واحدة من البرامج لتنسيق العملية أو أتمتها. ليس من الضروري إمتلاك آلة تقشير أو فرن تلبيد لإنشاء أجزاء معدنية مطبوعة ثلاثية الأبعاد. يمكن للمستخدمين إرسال أجزاء للمعالجة المهنية اللاحقة. تقدم علامتان تجاريتان ، Metal Ultrafuse و The Virtual Foundry ، خدمات الجهات الخارجية الموصى بها والتي ستكمل الأجزاء المعدنية الخاصة بك وترسلها مرة أخرى. المزيد من موفري الطباعة ثلاثية الأبعاد عند الطلب يقدمون الخدمة أيضًا. في أوروبا ، طالما أنك تستخدم أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ ذات العلامة التجارية Ultrafuse ، يمكنك إرسال الجزء مع ملف STL إلى Fastparts لإزالة التجليد والتلبيد. في الولايات المتحدة ، يمكنك اللجوء إلى Matterhackers للحصول على قطع Ultrafuse الخاصة بك.
الخواص الميكانيكية للأجزاء المعدنية المصنوعة من الأسلاك
صورة
△ جزء مطبوع ثلاثي الأبعاد من الفولاذ المقاوم للصدأ باللون الأخضر (يسار) ، ثم متكلس ومتوسط ونهائي مصقول
تعتبر الخيوط المعدنية أقوى من جميع أنواع البلاستيك المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد القياسية لسطح المكتب ، والجزء الأخير له خصائص معدنية. تشمل التطبيقات النموذجية الفوهات المعدنية والتروس والنماذج الأولية للأدوات الطبية والصمامات. اعلم أن الأجزاء المصنوعة من الأسلاك غير مصممة بشكل عام لتحمل الضغوط العالية جدًا. على الرغم من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد بالأسلاك قد لا تكون مناسبة للتطبيقات ذات المتطلبات الصارمة ، إلا أنه من الاقتصادي للغاية إنتاج أجزاء معدنية كثيفة غير ضرورية على آلات FDM.
خصائص أجزاء الأسلاك المطبوعة ثلاثية الأبعاد
أظهر البحث الذي أجرته Forward AM أنه عند الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل صحيح ، فإن الأجزاء المعدنية المنتجة باستخدام أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ Ultrafuse 316l تتمتع بقوة شد تبلغ 561 ميجا باسكال في اتجاه XY (مستوٍ) و 521 ميجا باسكال في اتجاه ZX (عمودي) ، بينما نفس الجزء تم تصنيعها باستخدام صب حقن المعادن بقوة شد تبلغ 540 ميجا باسكال في كلا الاتجاهين. كانت قوة الخضوع ، أو الإجهاد المقابل للنقطة التي تبدأ عندها المادة في التشوه ، أعلى بكثير للأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد (251 ميجا باسكال لـ XY و 234 ميجا باسكال لـ ZX) من الأجزاء المصبوبة (180 ميجا باسكال).
وجدت دراسة حديثة أنه عندما يكون اتجاه الطبقة موازيًا لاتجاه التمدد ، تكون قوة الجزء أقل بكثير مما هي عليه عندما يكون اتجاه الطبقة متعامدًا مع اتجاه التمدد. لم يتم إجراء الدراسة باستخدام Ultrafuse أو Filamet ، ولكن باستخدام مادة رابطة معدنية بنسبة 60 بالمائة و 40 بالمائة من البلاستيك تم إنشاؤها للتجربة. تُظهر البيانات الفنية لـ Ultrafuse قيم قوة XY و YZ متشابهة.
يلعب تصميم المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد واتجاه الطباعة دورًا مهمًا. لتقليل مخاطر عدم الاستقرار الميكانيكي ، توصي Forward AM بإجراء "محاكاة ثبات اللباس" قبل الطباعة ، باتباع دليلهم عبر الإنترنت. يوفر هذا تقديرًا للضغوط الداخلية لتقييم السلامة الهيكلية للجزء أثناء إزالة الشحوم ، كما يوفر إرشادات مرئية حول الميزات الهيكلية المعرضة للخطر. يتم تقديم محاكاة التلبيد هذه كخدمة من خلال خدمات الهندسة الافتراضية لـ Forward AM. باستخدام هذه الأدوات ، يمكن للمستخدمين تحديد ما إذا كانت الطباعة السلكية هي الأفضل بالنسبة لك.
سلك عالي الجودة
صورة
△ يحتاج فتيل فائق الاستخدام 316L إلى فوهة مقاومة للتآكل مثل الفولاذ أو الياقوت
Ultrafuse بواسطة Forward AM
الفولاذ المقاوم للصدأ BASF Ultrafuse 316L: 500 دولار لكل بكرة 3 كجم
BASF Ultrafuse 17-4 فولاذ مقاوم للصدأ بدرجة PH: 350 دولارًا لكل بكرة 3 كجم
شركة Forward AM ، BASF ، هي واحدة من أكبر شركات الكيماويات في العالم. يُطلق على الفتيل المشبع بالمعدن اسم Ultrafuse وهو مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L و 17-4 فولاذ مقاوم للصدأ PH. يحتوي كلا الخيوط على مسحوق معدني بنسبة 80 في المائة وموثق قائم على البوليمر. Ultrafuse 17-4 PH ، المعروف أيضًا باسم النوع 630 ، عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ مقوى بالكروم والنحاس وهو مغناطيسي ويحافظ على مقاومة ميكانيكية جيدة ومقاومة للتآكل حتى 315 درجة. يدعم Ultrafuse 316L مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك الأدوات والتركيبات والتركيبات والإنتاج منخفض الحجم والأجزاء الوظيفية والنماذج الأولية. السلك ليس رخيصًا ، حيث يكلف حوالي 129 دولارًا للكيلو ، ويتكلف Ultrafuse 316L حوالي 465 دولارًا للبكرة 3 كجم ، و 349 دولارًا لـ Ultrafuse 17-4 PH ، وهو متوفر أيضًا في مكبات 1 كجم.
على الرغم من أن هذا الفتيل أغلى بكثير من خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد للبوليمر القياسية ، إلا أنه أقل تكلفة من العديد من خيوط PA المقواة بألياف الكربون ويقلل بشكل كبير من تكلفة إنتاج الأجزاء المعدنية الصغيرة إلى المتوسطة. اعتمادًا على تصميم الجزء وحجمه ، يمكن أن يكون أقل تكلفة من أي تقنية AM معدنية أخرى. تعد الطباعة باستخدام Ultrafuse 316L أرخص بمقدار 1.4 إلى مرتين من الطباعة باستخدام معظم مساحيق المعادن على طابعات المعادن الصناعية.
● القطر: 1.75 مم ، 2.85 مم
● حجم البكرة: 1 كجم ، 3 كجم
● تركيب المواد: 80 في المائة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ؛ 17-4 فولاذ مقاوم للصدأ بدرجة PH مع لاصق لدن بالحرارة بنسبة 20 بالمائة
● درجة حرارة الفوهة: 220-245 درجة
● درجة حرارة السرير: 90-100 درجة
● التبريد: غير مطلوب
● سرعة الطباعة: 30-40 ملم / ثانية
اللوحة السفلية: سرير زجاجي بعصي غراء
الفوهة: أي فوهة مقاومة للاهتراء (فولاذ ، ياقوت ، إلخ.)
● الكثافة الملبدة: 7.85 كجم / م 3 (Ultrafuse 316L) ؛ 7.6 كجم / م 3 (الاستخدام الفائق 17-4 PH)
● متوسط الانكماش: X & Y 16٪ ، Z 20٪
● عوامل القياس الأولية الموصى بها: X & Y 120 بالمائة ، Z 125 بالمائة
● ورقة البيانات الفنية: Ultrafuse 316L ، Ultrafuse 17-4 PH
صورة
△ خيوط لطباعة FDM من The Virtual Foundry
التسامي 3D UPRISE 3D UPFM -316
L
UPFM -316 فولاذ مقاوم للصدأ: 700 يوان (RMB) لكل 750 جم / لفة
صورة
△ UPFM -316 سلك فولاذي مقاوم للصدأ
Shenghua 3D هي الشركة الرائدة والرائدة في تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد غير المباشرة للمعادن والسيراميك في الصين. التزمت بتعزيز وتطبيق تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد غير المباشرة للمعادن / السيراميك ، وتوفير طابعات معدنية / سيراميك ثلاثية الأبعاد ، وتطوير مواد طباعة معدنية / سيراميك ثلاثية الأبعاد ، وإزالة الشحوم ، ومعدات وتكنولوجيا ما بعد المعالجة بالتلبيد ، وفحص الجودة لخدمات الطباعة لمختلف الصناعات في الداخل والخارج مجموعة كاملة من حلول الطباعة ثلاثية الأبعاد غير المباشرة لسلسلة العمليات.
من أجل توسيع نطاق تطبيق المواد المعدنية وتقليل تكاليف الإنتاج الصناعي. بدءًا من الجانب المادي ، طورت Shenghua 3D أسلاكًا معدنية عالية الجودة ، وهي مناسبة لمعدات الطباعة العادية FDM 3D. سلك الفولاذ المقاوم للصدأ UPFM -316 L عبارة عن خليط من مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ والبوليمر ، مثل السلك القياسي لدن بالحرارة ، ويبلغ قطر السلك 1.75 مم. يتم تصنيع المنتجات المعدنية باستخدام عملية طباعة ثلاثية الأبعاد غير مباشرة. يعمل البوليمر الموجود داخل الفتيل كمواد رابطة أثناء عملية الطباعة ، ويسمى الجزء المطبوع بالجسم الأخضر. تتم إزالة مكون البوليمر الرئيسي في عملية تنقية تحفيزية ، ويتكون الباقي من جزيئات معدنية نقية ومواد رابطة متبقية ، والتي يتم تلبيدها بعد ذلك عند درجة حرارة أقل بقليل من نقطة انصهار المعدن لتشكيل المكون المعدني الكثيف النهائي.
يتميز سلك الفولاذ المقاوم للصدأ UPFM -316 L بجودة ممتازة ومحتوى معدني مرتفع ، مما يقلل بشكل فعال من مخاطر حدوث عيوب ويحسن معدل نجاح الأجزاء. تتمتع المادة بمقاومة قوية للتآكل وليونة عالية ، ويمكن استخدامها على نطاق واسع في المنتجات الصناعية ، والفضاء ، والمعدات الطبية وغيرها من المجالات ، ولها مزايا انخفاض تكلفة المدخلات ونطاق تطبيق واسع. وعملية الطباعة خالية من الدخان والرائحة وغير سامة وغير ضارة. تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن على أساس عملية FDM هي أقل من 10 في المائة فقط من عملية الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد التقليدية ، وهي جذابة للغاية لمؤسسات البحث العلمي والصناعات العامة. يمكن أن تساعد هذه المادة الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في تحقيق تطبيقات الاندماج بسرعة ، وكذلك جعل تصنيع الإضافات المعدنية أكثر بأسعار معقولة ويمكن الوصول إليه ، مما يوفر دعمًا قويًا لتعميم صناعة التصنيع المضافة.
صورة
△ UPFM -316 معلمات وخصائص أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ
صورة
△ عينة من أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ UPFM {{0} L
Filamet بواسطة مسبك الظاهري
● المسبك الافتراضي من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L: 700 دولار لكل 3 كجم
● المسبك الافتراضي 17-4 فولاذ مقاوم للصدأ بدرجة PH: 900 دولار لكل 3 كجم
شركة تصنيع المواد في الولايات المتحدة The Virtual Foundry متخصصة في الأسلاك وتقدم تسعة شرائح ، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ 316L و Inconel 718-34 F ، والتيتانيوم ، والنحاس ، والألمنيوم ، والجديد لعام 2023 ، فولاذ الأدوات H13. يتكون سلك الفولاذ المقاوم للصدأ 316L الخاص بالشركة من حوالي 85 بالمائة من المعدن ويمكن استخدامه في أي طابعة FDM ، ولكنه يتطلب بعض المعدات الإضافية. على سبيل المثال ، للطباعة باستخدام الطابعة 316L الخاصة بالشركة ، ستحتاج إلى FilaWarmer لتسخين الفتيل.
يمكن طباعة Filamet بدرجات حرارة منخفضة قليلاً للفوهة ({{0} درجة) ودرجات حرارة أقل بكثير (40-50 درجة). شيء آخر يجب مراعاته هو أن فتيل TVF يتطلب فوهة من الفولاذ المقاوم للصدأ 0 .6 مم ، بينما يمكنك استخدام فوهة قياسية قطرها 0.4 مم للاستخدام الفائق. بسبب المحتوى المعدني العالي لـ Filamet ، فإنه ينكسر بسهولة أكبر من PLA القياسي. توصي TVF بتعليق التخزين المؤقت أعلى الطابعة مباشرةً لإعداد قذف محرك الأقراص المباشر ، أو بالقرب منه أو أسفله لإعداد Bowden.
للكيلوغرام الواحد ، تكلف 319 لترًا من الفولاذ المقاوم للصدأ 273 دولارًا ، والنحاس 121 دولارًا والتيتانيوم 832 دولارًا. يوفر TVF ملفات تكوين الطابعة التي يمكنك تحميلها إلى برنامج التقطيع كنقطة بداية لتجربة المواد. للمعالجة اللاحقة ، تتطلب مواد TVF خطوة واحدة فقط ، تسخين في الفرن. بالنسبة للعملاء الذين ليس لديهم معدات تلبيد ، دخلت TVF في شراكة مع Sapphire 3D ، وهي خدمة طباعة معدنية ثلاثية الأبعاد خارج شيكاغو ، لمعالجة المطبوعات بحوالي 50 دولارًا لكل جزء صغير.
● القطر: 1.75 مم ، 2.85 مم ، الحبوب
● حجم التخزين المؤقت: 500 جرام ، 1 كجم
● تركيب المواد: 80 بالمائة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو 17-4 فولاذ مقاوم للصدأ PH بالإضافة إلى 20 بالمائة من البوليمر البلاستيكي
● درجة حرارة الفوهة: 205-235 درجة
● درجة حرارة السرير: 40-50 درجة
● التبريد: غير مطلوب
● سرعة الطباعة: بدء 30 مم / ثانية
لوح التصميم: أي مادة ، ولكن مع وجود طبقة بين الطباعة والسرير (مثل شريط الطلاء الأزرق أو عصا الغراء)
● الفوهة: 0. 6 مم أو أكبر من الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي
صورة
△ أجزاء مصنوعة من أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ 316L المعاد تشكيلها بواسطة Nanoe
Nanoe's Zetamix
زيتاميكس من الفولاذ المقاوم للصدأ Nanoe 316L: 1500 دولار لكل 3 كجم
زيتامكس من صلب Nanoe H13: 1500 دولار لكل 3 كجم
توفر شركة تصنيع المواد الفرنسية Nanoe سلكًا من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L وسلكًا فولاذيًا لأداة H13 ، ويتكون رابط الخيوط من 52 بالمائة إلى 55 بالمائة من المعدن ، لذا يمكنهم الطباعة بدرجة حرارة فوهة أقل بكثير من العلامات التجارية الأخرى ، يمكنك الحصول على الأجزاء النهائية باستخدام يمكن أن تتوقع كثافة من 90 في المائة إلى 91 في المائة انكماشًا بنسبة 16 في المائة إلى 21.3 في المائة. يقدم الموزعون العالميون 500 جرام من الفولاذ المقاوم للصدأ 319 لترًا وسلك الأدوات H13 مقابل أقل من 300 دولار للكيلو.
● القطر: 1.75 مم ، 2.85 مم
● حجم التخزين المؤقت: 500 جرام ، 1 كجم
● تركيب المواد: 55 بالمائة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L أو 52 بالمائة من الفولاذ H13
● درجة حرارة الفوهة: 180 درجة
● درجة حرارة السرير: 30 درجة
● التبريد: غير مطلوب
● سرعة الطباعة: من 15 إلى 50 مم / ثانية ، حسب شكل الجزء
● الفوهة: 0. 6 مم أو أكبر من الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي
● عوامل القياس الأولية الموصى بها: X & Y 120 بالمائة ، Z 125 بالمائة
● صحيفة البيانات الفنية: 316L ، H13
صورة
△ سلك فولاذي مقاوم للصدأ من نانوفيا
جبل نانوفيا 316L
● Mt 316L الفولاذ المقاوم للصدأ: 900 دولار لكل 3 كيلوغرام
تقدم الشركة الفرنسية المصنعة للمواد Nanovia سلكًا من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L مع محتوى منخفض من الكربون ، ويمكن تلبيد الأجزاء المطبوعة مباشرة دون أي خطوة إزالة كيميائية مسبقة. يكلف حوالي 150 دولارًا مقابل 500 جرام. يسمح فتيل Mt 316L بطباعة أجزاء كثيفة من الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد قياسية ، والتي يمكن بعد ذلك تلبيدها دون إزالة التجليد الكيميائي. تدعي شركة Nanovia أن النتيجة بعد التلبيد هي جزء من الفولاذ المقاوم للصدأ بنسبة 100 بالمائة.
● القطر: 1.75 مم ، 2.85 مم
● حجم البكرة: 500 جرام
● درجة حرارة الفوهة: 170 درجة - 100 درجة
● درجة حرارة السرير: 40 درجة - 60 درجة
● سرعة الطباعة: من 20 إلى 40 مم / ثانية ، حسب شكل الجزء
● الفوهة: 0. 6 مم أو أكبر من الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي
● معدل الانكماش: 10 بالمائة - 15 بالمائة
• صحيفة البيانات الفنية: 316L
طابعة سلكية ثلاثية الأبعاد
علامة معدنية X Gen2
صورة
△ يشتمل نظام Markforged Metal X على طابعة ثلاثية الأبعاد ووحدة إزالة الصقل وفرن التلبيد
أطلقت Markforged جهاز Metal X في عام 2017 ولا يزال أحد حلول الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية المفضلة لآلاف العملاء حول العالم. تعد طابعة Metal X طابعة ثلاثية الأبعاد ذات بثق مزدوج مع حجرة ساخنة يمكنها تحقيق ارتفاعات طبقة تصل إلى 50 ميكرون. على عكس الشركات المصنعة للطابعات الأخرى ، تقدم Markforged ستة معادن في نطاق ملكيتها ، بما في ذلك النحاس و Iconel. مع النحاس تحصل على جزء معدني كثيف بنسبة 98 في المائة مع استطالة عند الكسر بنسبة 45 في المائة وقوة شد نهائية تبلغ 193 ميجاباسكال.
تعد إزالة الدعم مشكلة رئيسية في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد ، وتقدم Markforged حلاً فريدًا نسبيًا ، بين الطباعة والدعم ، كلاهما مطبوع بالمعدن ، عبارة عن طبقة رقيقة من السيراميك يمكن إزالتها بسرعة بدون أدوات تنفصل بسهولة عن الدعم.
تقدم Markforged وحدة إزالة التجليخ Wash 1 وفرن التلبيد Sinter 2 ، مما يتيح الإنتاج الكامل للأجزاء المعدنية داخل الورش التابعة لها. اغسل -1 اغمس الجزء الأخضر في سائل خاص يزيل مادة الرابطة الرئيسية ويترك الجزء شبه مسامي بحيث يمكن أن يحترق الرابط المتبقي أثناء التلبيد. مع درجات حرارة تصل إلى 1300 درجة ، يمكن لفرن Sinter 2 تلبيد مجموعة واسعة من المعادن من الدرجة التجارية من حالة المقشود إلى أجزاء معدنية كثيفة بالكامل.
يتم تشغيل نظام الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدني بالكامل بواسطة برنامج سير العمل Eiger القائم على السحابة ، والذي يمكّن المستخدمين من تخزين "الأجزاء الرقمية" التي يمكن طباعتها على أي طابعة Metal X في أي مكان. لدى Eiger أيضًا قدرات محاكاة جزئية للتحقق من أداء الجزء وإعدادات الطباعة قبل الطباعة. يتم بيع Metal X بسعر 99 دولارًا تقريبًا ، 000 ، مع تسعير الوحدات الثلاث المذكورة أعلاه حوالي 200 دولار ، 000. تتراوح المواد من 150 دولارًا إلى 300 دولارًا لكل بكرة 200 سم مكعب.
علامة معدنية X:
● حجم البناء: 250 × 220 × 200 ملم
● غرفة الطباعة: تسخين
● سرير الطباعة: لوح طباعة مُسخَّن ومُحكم الإغلاق ومُستوى تلقائي للسرير
● الحد الأدنى لارتفاع الطبقة: 50 ميكرون
نظام استوديو سطح المكتب المعدني
صورة
△ طابعة معدنية ثلاثية الأبعاد لنظام الاستوديو المعدني لسطح المكتب وفرن تلبيد مطابق
ديسكتوب ميتال هي واحدة من الشركات الرائدة في الطباعة ثلاثية الأبعاد لترسيب المعادن ، مما يؤدي إلى خفض الأسعار وزيادة سهولة استخدام الطابعات المعدنية ثلاثية الأبعاد. يمكن لنظام الاستوديو الخاص به ، الذي ظهر لأول مرة في عام 2016 ، إنتاج أجزاء أكثر كثافة تصل إلى 98 بالمائة ، على غرار المسبوكات. يتم تزويد جميع مواد أنظمة الاستوديو بورقة بيانات توضح بالتفصيل الخصائص الميكانيكية المتوقعة. تتميز الأجزاء النحاسية من Desktop Metal باستطالة عند كسر بنسبة 37 في المائة وقوة شد نهائية تبلغ 193 ميجا باسكال.
بعد إصدار نظام الاستوديو ، قدم Desktop Metal تقنية جديدة ، مما أدى إلى إنشاء عملية "طابعة للتلبيد" من خطوتين تقضي على خطوة التصحيح. يسمح استخدام صيغة المواد المسجلة الملكية بطباعة الأجزاء مباشرة في الفرن بدون مرحلة إزالة المذيبات ، مما يوفر الوقت والمواد المذيبة. كواحد من رواد هذه التقنية ، وضع Desktop Metal بعض الأسس لمصنعي الطابعات الآخرين ليتبعوها. يشتمل حلها على طابعة ، ومواد مسجلة الملكية ، وبرمجيات خاصة ، وفرن تلبيد خاص بها ، وحامل قابل للفصل مع مادة واجهة سيراميك بين هيكل الدعم والجزء ، مما يسمح بتفكيك الجزء يدويًا بسهولة.
صورة
△ يتيح نظام استوديو وأفران سطح المكتب المعدني الحصول على أجزاء معدنية من درجة الإنتاج
حوالي 275 دولارًا ، 000 لطابعة Studio System ثلاثية الأبعاد وفرن:
● حجم البناء: 300 × 200 × 200 ملم
ارتفاع الطبقة (الحالة الخضراء): 50 ميكرون
● سرير ساخن: 70 درجة
● الوزن الأقصى للبناء (الحالة الخضراء): 6.5 كجم
رفع 3D فورج 1
صورة
△ MetalFuse عبارة عن سلسلة من المنتجات تتكون من طابعة معدنية ثلاثية الأبعاد Forge1 ، وآلة إزالة الشحوم D 200- وفرن تلبيد S 200-
Raise3D's Forge1 هي طابعة ثلاثية الأبعاد معدنية احترافية كبيرة الحجم وهي جزء من حل الشركة MetalFuse ، والذي يتضمن الطابعة ووحدة إزالة التجليد D 200- وفرن تلبيد الفراغ S 200- C قادر على الوصول إلى 1500 درجة . مع هذه الآلات الثلاثة ، يمكن لـ Raise3D توفير سير عمل انسيابي لإنتاج الأجزاء المعدنية داخل الشركة باستخدام برنامج يقوم تلقائيًا بحساب انكماش الطباعة بحيث تكون الأبعاد النهائية بعد التنقية والتلبيد دقيقة وصالحة للاستخدام. تتميز طابعات Forge1 بأجهزة بثق مزدوجة وأسرة ذاتية التسوية وأجهزة استشعار نفاد وفلاتر HEPA مع الكربون المنشط. يطبع نظام MetalFuse باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ BASF Forward AM Ultrafuse. يطبع الطارد المزدوج بطبقة دعم Ultrafuse الخاصة بـ BASF ، والمتوفرة حاليًا في أوروبا فقط ، وهي مادة الألومينا المستخدمة في "عزل الطبقة". بمعنى آخر ، يجعل الفصل يدعم طبقة الفصل بين الدعامة والطباعة بعد التلبيد.
● حجم البناء: 300 × 300 × 300 مم
قطر الفتيل: 1.75 مم
● ارتفاع الطبقة: 100 ميكرون
● درجة حرارة السرير: 120 درجة مئوية
BCN3D إبسيلون W50
صورة
△ طابعة BCN3D Epsilon W50 Gen 2 3 D.
تطلق شركة تصنيع الطابعات BCN3D حزمة معدنية في نوفمبر 2021 ، والتي تتضمن سلك فولاذي مقاوم للصدأ فائق الاستخدام (316L و 17-4 PH) ، وماجيجو لاصق ، وبرمجيات ونهايتين ساخنتين مقابل 1200 دولار تقريبًا. توفر BCN3D أيضًا إرشادات تصميم محددة ومتطلبات عملية للأجزاء المعدنية. الحزمة المعدنية متاحة ليس فقط للطابعة W50 ، ولكن لجميع عائلة Epsilon من الطابعات ثلاثية الأبعاد (W50SC و Epsilon W27 و W27SC) ، حيث تقدم مجموعة متنوعة من الأحجام ونقاط الأسعار للبدء في إنتاج الأجزاء المعدنية.
تم تصميم Metal Pack لإنتاج قطع الغيار والنماذج الأولية الوظيفية والأدوات ، خاصة للصناعات الدوائية والغذائية والسيارات والفضاء والصناعات التحويلية. تتصرف الأجزاء التي تنتجها هذه العملية بشكل متطابق تقريبًا مع تلك التي يتم إنتاجها عن طريق قولبة حقن المعادن أو CNC ، وتقدم حلاً مناسبًا للمكاتب مع قدر أكبر من حرية التصميم.
صورة
يمكن صقل الأجزاء المعدنية المصنوعة باستخدام سلك فولاذي مقاوم للصدأ فائق الاستخدام على طابعة BCN3D Epsilon ثلاثية الأبعاد لتحسين تشطيب السطح
BCN3D طباعة الذهب
