正确选择热处理设备是提升金属增材制造质量的关键


2020-01-21

随着3D打印技术的迅速发展和热处理设备设计的不断更新,金属增材制造业需要更积极的热处理解决方案。别让热处理炉成为您生产过程中最薄弱的环节。

 

金属增材制造业(AM-十大发展趋势之一

 

金属增材制造(AM)现已成为制造业十大技术趋势之一,根据Gartner给出的定义,AM通过数码设计创建物理形象,并以3D打印方式沉积材料并完成制造AM快速发展的原因是什么?因为相比较于金属铸件过程,厂内打印必要工件更容易,也更快。3D打印的概念已经有30年的历史了,军事和航空领域是对这项潜力技术感兴趣的第一产业。多年过去了,Grand View Research的趋势分析报告指出,军事和航空航天领域以及医疗行业仍然是金属增材制造技术发展最有前景的领域。

在过去的几年里,以发展可替代燃料和减重为导向,汽车行业也加入了发展3D打印的大军。《福布斯》发布数据称,201951%的企业在生产过程中使用3D打印,80%的企业认为3D打印技术加快了企业发展创新的速度。由Markets & Markets提供的有关该技术的数据证实,预计到20243D打印市场的全球规模将达到约350亿美元,相比之下,2018年该技术仅为99亿美元规模。发展前景无疑是充满希望的,同时我们也有理由相信,其他制造领域为了实现更高的质量和耐用性,会逐步采用3D打印技术,行业需求必然实现进一步增长,毕竟金属零件打印只是集成生产过程中的第一步。

 

热处理成为焦点

 

随着3D打印技术的发展,生产型企业不断寻找提高打印产品质量的技术能力,特别是一些生产复杂金属零件的企业,对于机械性能的要求更高。直到最近,热处理工艺成为3D打印技术领域非常重要的考量因素。

在生产过程的性能、速度和成本方面,越来越多的数据表明在增材制造周期中使用热处理炉的重要性和潜在影响,进一步凸显热处理工艺的重要性。

几年之前,能拥有一台3D金属打印机是一件了不起的事情。根据Post Process发布的印后调查显示,如今超过50%3D打印机用户拥有两种或三种不同类型的技术。33%的公司拥有四种或更多不同类型的打印机。然而,除了打印设备价格降低以外,这项技术本身还应具备在快速成型和大规模生产中产出高质量产品的能力。一种技术的缺点需要用另一种技术的优点来弥补,因此,介于两点之间的热处理设备,肩负起承上启下的作用。

 

环环坚固才能无懈可击

3D打印可以促进各个行业的产品开发。思考一下,一个单一的设备并不足以满足当今3D打印业务的需求和要求,那么问题来了-什么样的热处理设备能成功面对这一挑战?

西科沃克集团作为热处理行业的优秀供应商,自多年前就开始研究开发金属增材制造热处理解决方案。西科沃克集团首席执行官Sławomir Woźniak先生说:我们不断寻找与客户当前和未来需求相符的解决方案,金属增材制造领域也不例外。

长久以来,热处理一直作为3D打印技术的隐性需求而存在;然而,越来越多的用户开始意识到适当的热处理解决方案在处理时间和成本方面所产生的有益影响。激光和粘合剂喷射三维打印技术都是行业所需的功能。基于激光的解决方案更为普遍,值得注意的是,以粉末和粘合剂(绿色零件)组合打印的零件越来越吸引各行业的目光。也就是说,由3D打印带来的最终结果远远不再一个传统的金属片了。

 

那么,热处理炉扮演什么角色呢?

无论制造商使用高分辨率激光打印机还是快速、经济的粘合剂喷射解决方案,热处理过程都会对最终零件的性能产生重要影响。例如,粘结剂喷射烧结工艺中使用的粘结剂需要被去掉,只有经过脱脂后,才能将零件放入炉子中进行烧结。有了创新性解决方案,如果打印过程中粘合剂约占2%,就无需进行脱脂。具备适当工艺和配方的炉子能够去除粘合剂,立即开始烧结过程。对于激光打印零件,热处理炉可用于消除应力和工艺退火,以获得尽可能最佳的材料均匀性和质量。

 

通过这些方案处理的打印金属零件,其属性堪比金属铸件


多种需求,一个挑战!

实验室用炉的尺寸非常适合小批量生产和技术研发,而大中型批量生产则需应用专业的工业用炉。S. Woźniak指出:在某些领域,打印所需的时间比热处理本身要短,这就是为什么需要综合考虑生产力来调整炉子尺寸以实现合理匹配的原因。为了达到最终用户所需的最终性能,需要对打印部件进行进一步处理。考虑到当前关于打印零件的认证和标准化要求,绿色零件处理只是冰山一角。因此,集多种工艺于一体的能力将越来越受企业追捧。”

航空、医疗和汽车产业3D打印机生产的主要目标,主要加工特殊钢材和高温合金。真空热处理炉的加工能力经过市场检验,毋庸置疑,其工艺能力可直接控制零件变形或收缩。

 

针对目标,抢先一步!

目前,真空热处理炉可全面满足3D打印的各种不同需求,比如,某些技术需要烧结工艺,而另一种技术需要消除应力。考虑到制造企业未来可能面临的情况——例如炉子的标准化、大规模生产或持续不断的订单流——一台合适的热处理设备可帮助企业在避免存在的问题。

实际上,每家公司都在不断寻找满足其特殊需求的专用解决方案,这就是越来越多3D金属打印领域客户向西科沃克集团寻求热处理定制化服务的原因。

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