Galeria de mapas mentais Engenharia de Manufatura Aditiva
Incluindo tecnologia de estereolitografia (SLA), tecnologia de fabricação de sólidos laminados (LOM), tecnologia de modelagem de deposição fundida (FDM), tecnologia de sinterização seletiva a laser (SLS), tecnologia de fusão seletiva a laser (SLM) e tecnologia de fusão seletiva por feixe de elétrons (EBSM). Tecnologia de modelagem de rede de engenharia (LENS), etc.
Editado em 2024-12-10 22:29:44Find a streamlined guide created using EdrawMind, showcasing the Lemon 8 registration and login flow chart. This visual tool facilitates an effortless journey for American users to switch from TikTok to Lemon 8, making the transition both intuitive and rapid. Ideal for those looking for a user-centric route to Lemon 8's offerings, our flow chart demystifies the registration procedure and emphasizes crucial steps for a hassle-free login.
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Engenharia de Manufatura Aditiva
Estereolitografia (SLA)
princípio
Princípio do processo: Use a energia luminosa para solidificar materiais de resina líquida, controle a forma da energia luminosa para solidificar a resina camada por camada e acumule-a nas peças sólidas tridimensionais necessárias.
Método de exposição
exposição superficial
Método de máscara de blackout
Tecnologia de processamento digital de luz (método de projeção DLP)
Visor de cristal líquido (LCD)
exposição pontual
Estereolitografia (SLA)
Métodos comuns de digitalização
Método de digitalização do eixo X.Y: grande faixa de moldagem, velocidade lenta
Método de digitalização galvanômetro: pequena faixa de moldagem, velocidade rápida, alto custo
Material
Elemento
Fotoiniciador: absorve a energia da luz ultravioleta e inicia a reação de polimerização
Oligômeros: A maior parte do material, que determina suas propriedades após a cura
Diluindo o monômero: ajustando a viscosidade, participando também da reação de cura, afetando o desempenho do filme curado
Filme curado é cada camada de material curado
Outros materiais: adicionados de acordo com diferentes usos
Se pode ser formado, ou seja, a forma e a precisão dimensional após a formação
Requisitos da natureza
Desempenho estável antes da cura, nenhuma reação de polimerização ocorre sob luz visível
baixa viscosidade
Boa fotossensibilidade
Pequena contração de cura
Após a cura, apresenta alta resistência mecânica, resistência à corrosão e boa estabilidade térmica.
Baixa toxicidade
Classificação
Resina fotocurável radical livre
Resina fotocurável catiônica
Resina fotossensível híbrida
Resina fotossensível funcional
Composição de hardware do sistema
Laser (320nm-370nm)
Sistema óptico
Sistema de irradiação de varredura
Sistema de moldagem por solidificação de sobreposição em camadas
Composição do equipamento
Sistemas de laser e galvanômetro
Sistema de elevação da plataforma (parafusa)
Tanque de armazenamento de líquidos e sistema de processamento de resina
sistema de controle
processo
caminho de luz
ambiente
Sistema de espalhamento de resina (rodo)
Tecnologia de fabricação de sólidos laminados (LOM)
Artesanato
Princípio: As folhas são cortadas camada por camada e depois empilhadas e formadas.
Devido aos materiais limitados, atualmente existem poucas aplicações
Processo de revestimento
Forma de revestimento
Tipo uniforme: usando raspador de fenda
Tipo não uniforme (pode reduzir a concentração de tensões, mas o equipamento é mais caro)
listra
partículas
Espessura do revestimento: tão fina quanto possível, garantindo a resistência da colagem
Material
material de papel
Corpo: resistência à umidade, boa molhabilidade, resistência à tração, encolhimento, bom desempenho de descascamento, fácil de polir, superfície lisa, estável
cola quente
Boas propriedades de resfriamento por hot melt
Mantém boa estabilidade física e química sob repetidas condições de fusão e solidificação
No estado fundido, apresenta bom revestimento e uniformidade com materiais de papel.
Força de adesão suficiente ao papel
Boa separação de resíduos
filme plástico
folha metálica
equipamento
Sistema mecânico: sistema de processamento a laser pequeno multieixo
Corpo: instalação, atuador fixo
sistema de digitalização a laser
O galvanômetro faz a varredura mais amplamente (alta precisão e eficiência)
Lasers (luz difusa)
Expansor de feixe (colimação do expansor de feixe)
Lente de foco dinâmico
Galvanômetro
Dispositivo de alimentação de material: transporte direcional, quantitativo, tensionado, alarme de falha
Dispositivo de laminação por prensagem a quente
Dispositivo de exaustão e exaustão de fumaça: limpeza verde
sistema de controle de computador
laser
mais frio
Pós-processamento
remoção de sucata
Peeling manual: estoque de papel
Peeling aquecido: A alta temperatura derrete a estrutura de suporte da cera
Peeling Químico: Uma solução química dissolve a estrutura de suporte
Reparar, polir, polir
Tratamento de superfície: revestimento com tinta, etc. para melhorar o desempenho e a vida útil
Vantagens e Desvantagens
Vantagens: maior eficiência, menor custo, materiais baratos, sem necessidade de digitalizar toda a seção, sem necessidade de considerar suportes
Desvantagens: baixa resistência à tração na direção da laminação, fácil de absorver umidade e deformar, os resíduos precisam ser removidos manualmente, o que é demorado e trabalhoso, fácil de deformar durante o processamento e há padrões de degraus na superfície da peça de trabalho
Aplicações: Modelos de peças estruturais pesadas, modelos de aparência física, moldes rápidos de fundição em areia, indústria calçadista, etc.
Modelagem de Deposição Fundida (FDM)
Artesanato
Princípio: O material termofusível filamentar ou granular é aquecido e derretido, extrudado através do bico e formado camada por camada.
processo
Pré-processamento→Prototipagem→Pós-processamento
Prototipagem: modelagem 3D → formulação de parâmetros de processo
Material
material de moldagem
Material de moldagem único (amplamente utilizado): ABS, PLA, PEEK, parafina, nylon, TUP, PC, PPSF
Materiais de moldagem compostos (não amplamente utilizados): materiais de matriz (cera, plástico) materiais de reforço (pó metálico, pó cerâmico, etc.)
Aparece conforme a temperatura muda: estado vítreo → estado altamente elástico → estado de fluxo viscoso (adequado para extrusão)
Material de suporte: facilmente removível da peça moldada sem danificar a superfície
Para suportes solúveis em água, pode-se usar água com sabão
Requisitos de desempenho: Maior faixa de temperatura de ponto de fusão-oxidação
Propriedades termofísicas de materiais poliméricos
Propriedades térmicas: coeficiente de condutividade térmica
Propriedades reológicas: Viscosidade de fusão
O processo de deposição fundida requer uma correspondência razoável entre a temperatura da câmara de aquecimento e a velocidade de alimentação do arame.
Diminui com o aumento da temperatura
Aumenta com o aumento da pressão
Diminui à medida que a taxa de cisalhamento aumenta (a distância entre as moléculas aumenta e a força diminui)
Sistemas e equipamentos
bocal
mais complexo
Bocal de êmbolo
material de seda
Bocal de parafuso
material de seda
Grânulos
Mecanismo de movimento
Mecanismo de alimentação de arame
Estrutura do bocal de transbordamento
sistema de aquecimento
Vantagens e Desvantagens
vantagem
Baixos custos operacionais
Vasta gama de materiais de moldagem
Amigo do ambiente
O pós-processamento é simples
Pode ser fabricado em desktop (fácil de popularizar)
deficiência
Baixa precisão de moldagem
A velocidade de moldagem é lenta
Baixa resistência na direção Z
São necessários materiais de suporte e peças grandes estão sujeitas a empenamentos e deformações.
Erro de formação
Princípio
Causado pelo sistema de moldagem
Erro na formação da tabela
Erro de deformação síncrona da correia
Erro de posicionamento
Erro de conversão de arquivo STL
erro de processamento de estratificação
Artesanato
causado pelo encolhimento do material
Causado pelas configurações dos parâmetros do processo de moldagem
Largura da saída do fio
Temperatura do bico
Interação entre velocidade de enchimento e velocidade de extrusão
Estilo de preenchimento
Causado pela resposta de início e parada do bico
pós-processamento
Causada pela remoção de suportes
Produto de pós-cura e tratamento de superfície
Tecnologia de Sinterização Seletiva a Laser (SLS)
Inventada nos Estados Unidos em 1986, a primeira máquina foi desenvolvida com sucesso em 1988
Artesanato
princípio
O material em pó é sinterizado sob irradiação laser e colocado camada por camada sob controle do computador.
sinterização em fase sólida
Adequado para pós cerâmicos e metálicos
sinterização química
Por exemplo: o pó de alumínio é sinterizado em nitrogênio, o nitreto de alumínio pode ser usado como aglutinante
Sinterização em fase líquida e fusão parcial
Parte derretida usada como adesivo
completamente derretido
Peças de metal têm a maior densidade
Mecanismo de sinterização a laser
Mecanismo de sinterização por fluxo viscoso ~ adequado para polímeros
Tensão superficial de partículas de pó ~ como força motriz para sinterização por fluxo viscoso
A taxa de crescimento dos pescoços de sinterização entre as partículas de pó é diretamente proporcional à tensão superficial do material e inversamente proporcional ao raio da partícula e à viscosidade do fundido
Pós-processamento
Sinterização em alta temperatura: reduz os poros e melhora o desempenho
Prensagem isostática a quente: aquecimento e prensagem
Mergulho: imersão em metal líquido
Impregnação: impregnação líquida não metálica
Impacto dos parâmetros do processo
Energia do laser e velocidade de digitalização
Temperatura de pré-aquecimento e espessura da camada de pó
O espaçamento de preenchimento afeta a resistência
A espessura da camada afeta a resistência
Material
Vários pós
Materiais poliméricos
pó à base de metal
Aglutinante➕Pó metálico ~ precisa de desengorduramento, sinterização em alta temperatura e tratamento de infiltração de metal
Pó metálico de baixo ponto de fusão➕Pó metálico de alto ponto de fusão
Material de areia revestido: areia de quartzo de resina termoendurecível
Propriedades dos materiais
tamanho de partícula
distribuição de tamanho de partícula
forma de partícula
Dispositivo principal
laser
Sistema de digitalização galvanômetro
Sistema de entrega de pó
Câmara de moldagem
Sistema de proteção de gás
Sistema de pré-aquecimento
vantagem
Vasta gama de materiais de moldagem
Alta taxa de utilização de material
Processo simples, sem necessidade de suporte
Ampla gama de aplicações
Tecnologia de fusão seletiva a laser (SLM)
Artesanato
princípio
Use feixes de laser de alta energia para derreter completamente o pó metálico e, em seguida, resfriá-lo e solidificá-lo rapidamente para obter peças metálicas de alta densidade, alta precisão e ligadas metalurgicamente.
O princípio do processo SLS é o mesmo, mas um laser de fibra (alta potência) é usado para fundir completamente o pó metálico, sem a necessidade de desengorduramento, sinterização secundária e tratamento de infiltração.
Tecnologia SLM
fornecimento de energia a laser
Baixa energia adequada para pré-aquecimento
Energia excessiva pode causar danos às peças moldadas
absortividade de energia luminosa
Adequado para ligas à base de titânio, ferro e níquel com altas taxas de absorção
Estabilidade da poça de fusão
Tamanho adequado do ponto de laser
Muito grande: O tamanho da poça de fusão é grande, mais pó entra e a instabilidade aumenta
Muito pequeno: A energia é muito alta para gaseificação e o fluxo de íons impacta a poça de fusão.
Propriedades do pó
Características de embalagem: porosidade do leito de pó ~ correlacionada negativamente com a esfericidade das partículas
distribuição de tamanho de partícula
Fluidez: Quanto maior a esfericidade, maior a fluidez e maior a densidade.
Conteúdo de oxigênio: Muito alto reduzirá a molhabilidade da solução e causará delaminação e rachaduras.
processo
Preparação de materiais
Preparação da câmara de trabalho
Preparação do modelo
Processamento de peças
Pós-processamento de peças
material de moldagem
pó elementar
pó misturado
Pó pré-ligado
Pó metálico com alta taxa de absorção de energia laser
equipamento
Estrutura mecânica principal
Laser (laser de fibra)
Sistema de transmissão óptica
sistema de controle
sistema de software
Vantagens e Desvantagens
vantagem
Vasta gama de materiais de moldagem
Grãos finos, estrutura uniforme e excelentes propriedades mecânicas
Alta densidade
Alta precisão de moldagem
deficiência
Defeitos como deformação empenada, esferoidização, poros e rachaduras são propensos a ocorrer
As peças moldáveis são limitadas em tamanho
Parâmetros de processo complexos
Tecnologia e equipamentos são em sua maioria monopolizados por países estrangeiros
laser de alta potência
Sistema galvanômetro de alta precisão
Tecnologia de fusão seletiva por feixe de elétrons (EBSM)
Artesanato
princípio
Usando feixe de elétrons como fonte de calor para derreter pó metálico, solidificá-lo e depositá-lo sob condições de vácuo
parâmetro
corrente de feixe de elétrons
tensão de aceleração
Velocidade de varredura de linha
foco atual
Espaçamento entre linhas de digitalização
espessura da camada
processo
Materiais de moldagem e preparação
Os materiais incluem: aço inoxidável, titânio, pó de liga de titânio, liga de alumínio, liga de cobre e outros pós metálicos. A liga de titânio SEBM é a liga mais pesquisada.
Método de preparação
Método de atomização de eletrodo rotativo de plasma e método de atomização de gás
Boa esfericidade, boa fluidez, baixo teor de oxigênio, pó fácil de soprar
Hidrodesidrogenação
Forma irregular, pouca fluidez, estável, não é fácil de colapsar, mas alto teor de oxigênio
Normalmente, o método de mistura de dois pós é usado e o desempenho abrangente
equipamento
sistema de canhão de elétrons
arma de elétrons
portão
Bobina de focagem
Bobina de deflexão
Sistema de vácuo
sistema de controle
sistema de software
Vantagens e Desvantagens
vantagem
Alta densidade de energia e potência
Sem reflexão, alta utilização de energia
As peças moldadas possuem alta densidade e excelente desempenho
Rápido e eficiente
Pouca poluição
deficiência
caro
O efeito de foco do feixe de elétrons é fraco e a precisão e a qualidade são um pouco piores.
Haverá problemas de sopro de pólvora
Solução
Use pó composto para reduzir a fluidez
Pré-aqueça a cama de pó
Pré-aqueça a placa de base
Otimize o método de varredura por feixe de elétrons
O tamanho das peças moldadas é limitado e os parâmetros do processo são complexos.
Tendência de desenvolvimento
Materiais
aspectos técnicos
Equipamento de moldagem
Tecnologia de modelagem de rede projetada a laser (LENS)
Artesanato
princípio
O pó metálico moldado é enviado para a poça fundida formada pelo laser através do dispositivo de alimentação de pó e do bocal. O pó metálico fundido é depositado na superfície do substrato e solidifica para formar uma camada de deposição.
processo
Preparação do modelo
Preparação de materiais
Processo de alimentação
Processamento de peças
Pós-processamento de peças
parâmetro
Morfologia do pó
taxa de retirada
energia laser
material de moldagem
Considerações
Características de embalagem
distribuição de tamanho de partícula
forma de partícula
Liquidez
Conteúdo de oxigênio
Taxa de absorção do laser
Ferro, níquel, liga de titânio e outros pós
Misturando diferentes tamanhos de partículas
equipamento
sistema laser
Sistema CNC
Sistema de alimentação de pó
sistema de controle de atmosfera
sistema de controle de feedback
Vantagens e Desvantagens
vantagem
O material tem organização e desempenho superiores
Rápido, economize materiais
Pode fabricar diretamente peças com estruturas complexas
Vasta gama de materiais
Pode processar metais refratários
Peças reparáveis
deficiência
Existem defeitos metalúrgicos
redução de volume
explosão de pólvora
Microfissuras
tensão residual
Baixa precisão de moldagem
Posições de canto e estruturas cantilever são difíceis de formar
Matérias-primas em pó são caras
aplicativo
Materiais funcionais gradientes: materiais avançados com gradientes excessivos em composição, estrutura e propriedades
fabricação rápida de moldes
Direção de desenvolvimento
Artesanato
Materiais
Tecnologia de observação em tempo real do processo de revestimento a laser
Eficiência de moldagem
Tecnologia de impressão tridimensional (3DP)
Princípio do processo
Com base no princípio da injeção de microgotículas, o bico é usado para injetar seletivamente o aglutinante líquido, e o pó discreto é aderido e depositado camada por camada de acordo com o caminho.
Método de cura
Cura física: o solvente evapora para formar um pescoço de ligação
Cura química: ocorre uma reação química
Método de ligação
hidratação
Aglutinante orgânico: pó metálico, pó cerâmico, resina (fácil de remover)
Aglutinante inorgânico: adicione sol de sílica em pó ácido (reação de gel, difícil de remover)
método solvente
método de sal metálico
material de moldagem
matéria-prima
pó metálico
pó cerâmico
areia de moldagem
polímero, gesso
adesivo
Adicionar materiais
equipamento
sistema de injeção
Pulverização contínua: bocal de matriz
pulverizar sob demanda
Tipo de espuma térmica
Tipo de microtensão
Sistema de fornecimento de pó
sistema de controle de movimento
sistema de controle ambiental
Sistema de hardware
sistema de software
Vantagens e Desvantagens
vantagem
menor custo
Vasta gama de materiais de moldagem
Não há necessidade de adicionar suportes
Alta eficiência de moldagem
A impressão colorida é possível
deficiência
As peças moldadas iniciais têm baixa resistência
A precisão de formação é baixa
Os bicos ficam facilmente entupidos
aplicativo
Fabricação de moldes de areia para fundição
Produção de componentes funcionais
Paramedicina
Engenharia Farmacêutica