Новая технология 3D-печати для контроля объема расплавленного металла.
Исследовательская группа под руководством доктора Сан-Ву Сонга, доктора Чан-кю Кима и доктора Кан-мьюнг Сео из отдела технологии соединения Корейского института материаловедения (KIMS) разработала основополагающую технологию для управления громкостью расплавленного металла в процессе 3D-печати металлом с использованием методов сварки.
Они добились этого благодаря совместным исследованиям с исследовательской группой под руководством профессора Юнг-тэ Чо и профессора Сок Кима с факультета машиностроения Чанвонского национального университета, а также с исследовательской группой под руководством доктора Дэ-вона Чо из Пусанского исследовательского центра машиностроения. Корейский институт машин и материалов. В результате они успешно разработали технологию металлической ручки для 3D-печати, которая может непрерывно печатать металлом в трехмерном пространстве.
Преимущество технологии 3D-ручки для 3D-печати металлом, разработанной исследовательской группой, заключается в том, что она позволяет свободно и непрерывно печатать металлом в направлении движения сварочной горелки в 3D-пространстве. По сравнению с обычной 3D-печатью металлов с использованием лазеров стоимость изготовления оборудования ниже, а аддитивное производство может быть выполнено быстро с использованием имеющихся в продаже сварочных материалов, что делает его более экономичным.
Аддитивное производство металлов с использованием методов сварки имеет ограничения в реализации сложных структур, поскольку это ограниченный процесс создания одного слоя за раз. Это связано с тем, что последующие слои ламинируются после полного затвердевания, предотвращая стекание расплавленного металла. Недостатками являются более длительное время охлаждения и условия, при которых возможно ламинирование, ограничены конкретными примерами. Чтобы решить эти проблемы, исследовательская группа провела компьютерный анализ для расчета и точного контроля поверхностного натяжения расплавленного металла и затвердевшего объема в соответствии с конвекцией/проводимостью.
Кроме того, они разработали технологию, позволяющую выполнять аддитивное производство металлов в любых условиях, включая горизонтальное, вертикальное, наклонное и потолочное положение. Благодаря непрерывному ламинированию металла в жидкой фазе до его полного затвердевания сокращается время производства, отсутствует граница между слоями и образуется плотная микроструктура с превосходными механическими свойствами.
По состоянию на 2021 год объем рынка 3D-принтеров в стране и за рубежом составляет 82,1 млрд южнокорейских вон и 2,1 млрд долларов США соответственно, при этом среднегодовые темпы роста составляют 10,5% и 20%. Ожидается, что это исследовательское достижение оживит обрабатывающую промышленность , заявив о технологическом превосходстве в области аддитивного производства металлов и производства машин и деталей с высокой добавленной стоимостью с их использованием.
«Мы добавили трехмерное аддитивное производство произвольной формы в процесс непрерывного аддитивного производства, что считалось невозможным в существующем процессе аддитивного производства металлов », — сказал Санг-Ву Сонг, главный научный сотрудник KIMS, отвечающий за исследование. «Подобно существующей технологии 3D-печати с использованием полимеров, можно легко изготавливать сложные конструкции с использованием существующих материалов для сварки металлов, предлагая новую парадигму для обрабатывающей промышленности».
