धातुओं के साथ 3 डी प्रिंटिंग के लिए नवीनतम तकनीकों के विकास में अग्रणी
एसएलएम सॉल्यूशंस ने 31 एक्स 22.2 के आकार और 21.9 सेमी के व्यास के साथ एयरोस्पेस उद्योग के लिए टाइटेनियम उत्पादों के निर्माण के लिए एक परियोजना पूरी की है।
आज यह दो 400-वाट लेज़रों के साथ एडिटिव इंस्टॉलेशन SLM 280 पर निर्मित सबसे बड़ा हिस्सा है। यह इस मशीन थी जिसने पारंपरिक विनिर्माण प्रौद्योगिकी की तुलना में अपेक्षाकृत कम समय में इस आकार के उत्पाद को प्रिंट करना संभव बना दिया था।
इस वर्ग के 3 डी प्रिंटर में बिल्ड प्लेटफॉर्म का मानक आकार 250 मिमी x 250 मिमी है। हालांकि, SLM 280 में 280 मिमी x 280 मिमी मापने वाला एक बड़ा प्लेटफ़ॉर्म है, जो बड़े उत्पादों को प्रिंट करना संभव बनाता है।
एयरोस्पेस उद्योग की जरूरतों के लिए
चयनात्मक लेजर पिघलने की तकनीक (टाइटेनियम सहित) का उपयोग करके धातुओं के साथ 3 डी प्रिंटिंग के क्षेत्र में विकास के लिए धन्यवाद, इस धातु की उच्च शक्ति और कम वजन को ध्यान में रखते हुए, एसएलएम सॉल्यूशंस ओईएम के लिए अग्रणी कंपनियों में से एक बन गया है। SLM सॉल्यूशंस निर्माण चैम्बर के आकार से जुड़ी सीमाओं को दूर करने में कामयाब रहे हैं, और बड़े टाइटेनियम उत्पादों के निर्माण में अन्य कठिनाइयों का सामना करना पड़ा है, और इस क्षेत्र में अपनी तकनीक में सुधार जारी है।
टाइटेनियम पाउडर की 3 डी प्रिंटिंग प्रक्रियाजैसा कि माइक हैनसन, एसएलएम सॉल्यूशंस नॉर्थ अमेरिकन इंप्लीमेंटेशन इंजीनियर द्वारा समझाया गया है,
टाइटेनियम के साथ 3 डी प्रिंटिंग में प्रगति विशेष रूप से महत्वपूर्ण है: टाइटेनियम एक धातु है जो उच्च अवशिष्ट तनावों के कारण बहुत कठोर और दरार है, जो एक गंभीर समस्या बन गई है। इंजीनियर ने कहा, "भाग की ज्यामिति विशेष रूप से जटिल नहीं थी, लेकिन इस तरह के एक बड़े उत्पाद को टाइटेनियम से बाहर करने के लिए इस तरह की एडिटिव तकनीक का उपयोग करने में कठिनाई थी।"
इस समस्या को हल करने के लिए दो लेज़रों से युक्त विकसित और पेटेंट एसएलएम सॉल्यूशंस सिस्टम ने मदद की। दो लेज़रों द्वारा एक साथ ओवरलैप ज़ोन में उत्पाद को संसाधित करना न केवल मुद्रण प्रक्रिया को गति देना संभव बनाता है, बल्कि एक बड़े उत्पाद का निर्माण भी करता है। एसएलएम सॉल्यूशंस ने ओवरलैप क्षेत्र में सामग्री का परीक्षण किया, जिसमें पुष्टि हुई कि एक लेजर द्वारा मुद्रित क्षेत्रों और ओवरलैप क्षेत्र में उन क्षेत्रों के बीच सामग्री की गुणवत्ता में कोई अंतर नहीं था जो दोनों लेज़रों ने वैकल्पिक रूप से लागू किए थे। एसएलएम सॉल्यूशंस इंजीनियरों ने फ़ाइल तैयार करने और कई परीक्षण नमूनों को प्रिंट करने के लिए कई पुनरावृत्तियों का प्रदर्शन किया ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि कार्य पूरा हो गया था। क्लाइंट को इस उत्पाद के निर्माण की एक विधि की आवश्यकता थी, जिससे लागत और समय की बचत होती, साथ ही
वजन कम होता ।
"यह उत्पाद अपने आकार और इस तथ्य के लिए उल्लेखनीय है कि यह मुद्रण प्रक्रिया में रुकावट के बिना साढ़े छह दिनों में टाइटेनियम से बना था," हैंसन कहते हैं। "यह तथ्य कि एसएलएम 3 डी प्रिंटर सफाई या अन्य रखरखाव की आवश्यकता के बिना इतने लंबे समय तक काम करने में सक्षम है, अपने आप में बेहद महत्वपूर्ण है।"
यद्यपि 3 डी प्रिंटिंग तकनीक आमतौर पर अद्वितीय ज्यामिति को पुन: पेश करने की अपनी क्षमता के साथ ध्यान आकर्षित करती है, एयरोस्पेस उद्योग के लिए यह उत्पाद इस दृष्टिकोण से विशेष रूप से मुश्किल नहीं था। हालांकि, पारंपरिक मशीनिंग तकनीक का उपयोग करके इतने कम समय में इस आकार का टाइटेनियम हिस्सा प्राप्त करना संभव नहीं होगा।
पारंपरिक मशीनिंग द्वारा विनिर्माण प्रक्रिया में कई सप्ताह लगेंगे
"
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग टेक्नोलॉजी पारंपरिक मशीन टूल्स और टूल्स की सीमाओं से बंधी नहीं है, इसलिए हम अधिक कार्बनिक रूप बना सकते हैं, और एयरोस्पेस उद्योग के लिए महत्वपूर्ण उत्पादों को डिजाइन और विकसित करने का पूरा चक्र काफी कम हो गया है," हैंसन ने समझाया।
रिचर्ड ग्रिल्स, धातुकर्म में एमडी, कार्यान्वयन प्रमुख, और उत्तरी अमेरिका में एसएलएम सॉल्यूशंस के सीटीओ ने टिप्पणी की: “उत्पाद के आकार को देखते हुए, पारंपरिक मशीनिंग का उपयोग करने वाली निर्माण प्रक्रिया में कई सप्ताह लगेंगे; हालाँकि, चार या पाँच पुनरावृत्तियों की आवश्यकता होगी। दूसरे शब्दों में, यह एक बहुत महंगी प्रक्रिया होगी।
कास्टिंग तकनीक का उपयोग करके किसी उत्पाद के निर्माण में और भी अधिक समय लगेगा, क्योंकि इसमें उपकरण की आवश्यकता होगी, और इसके निर्माण की प्रक्रिया में छह महीने तक लग सकते हैं। इसके अलावा, पारंपरिक उपकरणों की एक उच्च लागत है। हमने बहुत तेजी से कार्य पूरा किया, हालांकि उत्पाद की लागत अधिक थी। हालांकि, बचाए गए समय को देखते हुए, इस आकार के महत्वपूर्ण उत्पाद के लिए ऐसी लागतों को उचित ठहराया जाता है। ”
टरबाइन पैडल एडिटिव यूनिट SLM 280HL पर छपाएसएलएम सॉल्यूशंस ने अंतिम उत्पाद के
उत्पादन की गति, गुणवत्ता और घनत्व के संदर्भ में प्रभावशाली परिणाम प्राप्त किए हैं। हैनसेन ने कहा कि "सख्त गुणवत्ता आवश्यकताओं और सामग्री के लिए तकनीकी विशिष्टताओं को पूरा करते हुए, एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव उद्योगों जैसे टाइट विनियमित उद्योगों में टाइटेनियम का उपयोग करने के लिए ग्राहक को यह सुनिश्चित करने के लिए कई सामग्री परीक्षणों और पैरामीटर अनुकूलन की आवश्यकता होती है कि उसे क्या चाहिए। "।
एयरोस्पेस उद्योग में गुणवत्ता नियंत्रण के लिए आवश्यकताएं काफी व्यापक हैं: voids या porosity के लिए उत्पाद की जांच करने के लिए, एक नियम के रूप में, एक गैर-विनाशकारी परीक्षण विधि जैसे कि कंप्यूटेड टोमोग्राफी का उपयोग किया जाता है, लेकिन ग्राहक विनाशकारी परीक्षण का चयन कर सकता है और उत्पाद को काट सकता है। "हमने पहले उत्पाद का गैर-विनाशकारी परीक्षण किया, और फिर इसे वास्तविक के करीब की स्थितियों में परीक्षण किया, इंजन पर उत्पाद स्थापित करना और विफलता से पहले संसाधन का काम करना," हैंसन कहते हैं।
एडिटिव विनिर्माण प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, एसएलएम सॉल्यूशंस इसके समाधान की बढ़ती मांग को देख रहा है। हालांकि, सामग्री और विनिर्माण प्रक्रियाओं में इतनी तेजी से सुधार किया जा रहा है कि मानक उनके साथ तालमेल नहीं रख रहे हैं। "हम तेजी से पारंपरिक तकनीकों का उपयोग करने वाली कंपनियों से संपर्क कर रहे हैं, लेकिन गुणवत्ता बनाए रखते हुए उत्पादन की गति बढ़ाने का प्रयास करते हैं और एडिटिव विनिर्माण का लाभ लेना चाहते हैं," हैनसेन ने कहा। "यह उद्योग हर दिन शाब्दिक रूप से बदल रहा है और बहुत तेजी से विकसित हो रहा है, लेकिन हम विशेष रूप से एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव में कुछ विनिर्माण और कुछ उद्योगों की क्षमता के विकास की गति के बीच एक अंतर देख रहे हैं, नई सामग्री और प्रौद्योगिकियों को जल्दी से प्रमाणित करने के लिए।"
उत्पाद आयाम: 31 x 22.2 सेमी, व्यास 21.9 सेमी
सामग्री: Ti64
मुद्रण अवधि: 6.5 दिन
योगात्मक स्थापना: दो 400 डब्ल्यू लेज़रों के साथ एसएलएम 280