Як можна використовувати технологію металевого друку для отримання точних рідких форсунок?

一, проблеми з створенням типових форсунок та нових можливостей, які відкриває металевий друк
1. Проблеми з традиційною майстерністю
Precision рідкі насадки мають основну структуру, яка включає мікрометри - канали потоку рівня, масиви насадки та мульти - функціональні компоненти шару. Щоб зробити їх, необхідно дотримуватися наступних суворих стандартів:
Висока точність: отвір насадки повинно бути від 10 до 50 мкм, а шорсткість поверхні проточного каналу РА повинна бути менше 0,8 мкм.
Структура складна, оскільки вона повинна мати порти живлення рідини, фальшиві отвори та регіони, де можуть бути сформовані порти ін'єкцій. Традиційна обробка з ЧПУ потребує багато різних процесів, що робить його дорогим і дає низькі показники урожайності.
Властивості матеріалів: Матеріали, стійкі до корозії, мають хорошу теплопровідність або є біосумними (такі нержавіючі сталі, титанові сплави або нікель - сплави) потрібні, оскільки традиційні кастинги або зварювання можуть легко спричинити проблеми.
Наприклад, виготовлення рідких реактивних головки старими - модним способом передбачає виготовлення шарів рідких шляхів з фотолітографією, а потім укладання реактивних портів для виготовлення деталей. Але нерівномірний потік легкого опору на межі порту рідини може зробити поверхню недостатньо плоскою, що, в свою чергу, впливає на узгодженість висоти насадки і робить струмінь менш добре.
2. Основні переваги металевого 3D -друку
Технологія металевого друку будує три - розмірні об'єкти безпосередньо шляхом плавлення або обприскування металевих матеріалів один на одного, що виходить за рамки фізичних меж існуючих методів.
Свобода до проектування: це може зробити будь -який складний канал потоку, градієнтний матеріал або інтегрований дизайн, як, наприклад, поєднання порту подачі рідини, підроблений отвір та порт розпилення в один.
Технологія LPBF може досягти розмірної точності ± 0,05 мм. У поєднанні з Post - процесами обробки, такими як хімічне полірування та мікро шліфування, він також може досягти шорсткості поверхні РА менше або дорівнює 0,4 мкм.
Швидкість використання матеріалів: 3D -друк для струменевого металу використовує на розпилюванні попиту-, що означає, що він використовує більше 90% матеріалу, що набагато більше, ніж 50% до 70%, що типові використання плавлення на порошку.
Швидка ітерація: Дизайн - до - Виробничий цикл зразка скорочується лише до кількох днів, що дозволяє зробити невеликі партії та налаштувати продукти для кожного клієнта.
2, важливе використання технології металевого друку для виготовлення форсунок
1. Насадка для мікрофлюїдної мікросхеми
Мікрофлюїдні мікросхеми повинні мати потокові канали, клапани та реакційні камери, які мають лише кілька мікрометрів. Традиційні методи м'якої літографії важко зробити металеві частини з дуже високою точністю. Металева техніка LPBF може надрукувати субстрати з нержавіючої сталі або титанового сплаву, використовувати хімічне травлення для виготовлення мікроканалів, а потім використовуйте струменевийметалевий 3D -друкДля додавання функціональних покриттів, таких як гідрофобні шари. Це робить матеріали дуже стійкими до корозії та безпечними для живих істот. Наприклад, компанія виробляла насадку для медичного діагностики, яка використовує LPBF для друку 316 -літрової основи з нержавіючої сталі. Потім він розпорошує наночастинки золота на основу, щоб зробити електропровідний електрод, що робить його втричі більш чутливими, ніж старіші методи.
2. Графік для струменевих друку для підприємств
Інтеграція тисяч мікрометрів - розміром форсунок у високі - точні крегові друк для струменевих друку дорога і має низький вихід, коли виконується за допомогою стандартних методів, таких як полісиліконове травлення та скріплення. Технологія 3D -друку струменевого металу може зробити наступне:
Інтеграція матеріалу Multi -: розпилення нержавіючої сталі (для конструкційної підтримки) та п'єзоелектричної кераміки (для компонентів водіння) одночасно для створення градієнтної насадки для функціональних матеріалів;
Поліпшення масиву насадки: Оптимізуючи структуру, асиметричні канали потоку виготовляються для зниження бризок крапельки з чорнилом та підвищення роздільної здатності друку до 2400 дпІ.
Швидке налаштування: Для прискорення циклу розробки змініть діафрагму насадки та кут каналу на основі властивостей чорнила, як в'язкість та натяг поверхні.
3. Насадка для 3D -друку
Metal 3D printing nozzles have to be able to handle high temperatures (>2000 °C) and high pressures (>100mpa). Традиційні методи складання їх, як -от завалення пайки або електронного променя, можуть легко спричинити тріщини теплового напруги. Технологія DED, як -от лазерна облицювання коаксіального порошку, може зробити наступне:
Інтегроване лиття: Розмістіть нікель - на основі насадки сплавів безпосередньо на підкладці для усунення проблем із зварюванням;
Функціональна градієнтна конструкція: Вихід насадки побудований з мідного сплаву з сильною теплопровідністю, а внутрішній канал потоку складається з титанового сплаву з високою міцністю. Це врівноважує теплове управління та структурну силу.
Ремонт та ремонт: зношені форсунки обробляються за допомогою локалізованої лазерної облицювання, що робить їх тривати більше ніж у три рази довше.
3, проблеми та рішення в технології
1. Контроль шорсткості поверхні
Шорсткість поверхні металевих друкованих предметів, як правило, більше або дорівнює 6,3 мкм, що потрібно вдосконалити за допомогою post - обробка:
Хімічне полірування, яке використовує промивання кислоти, щоб позбутися від ударів на поверхні, може знизити РА до менше 3,2 мкм. З іншого боку, лазерне мікроколадання генерує товстий оксид на поверхні, роблячи її менш шорсткою.
Гібридне виробництво: Використання як 3D -друку, так і точній обробці ЧПУ, щоб отримати критичну поверхню РА менше 0,8 мкм . 2. Пошук дефектів всередині
Існують проблеми з процесом плавлення на порошку, такими порами та тріщинами, тому його потрібно перевірити, не знищуючи його, щоб переконатися, що він працює.
Промислові КТ: Знайдіть будь -які внутрішні отвори, щоб переконатися, що щільність становить щонайменше 99,5%;
Тест на втому: Щоб переконатися, що термін служби виконує специфікацію, виконайте 10 циклів завантаження відповідно до стандарту ASTM E466.
2. Сумісність з більш ніж одним матеріалом
3D -друк для струменевих металів повинен мати справу з тим, що різні метали мають різні точки плавлення та проблеми з зв'язком на інтерфейсі:
Чорнило наночастинок: Зробіть чорнило з низьким сплавом плавлення, як, наприклад, BI - сплав з точкою плавлення близько 60 градусів, щоб надрукувати при низьких температурах.
Лазерне перероблення або ультразвукове зварювання може зробити зв’язок між різними матеріалами сильнішими.