2020年11月10日

3D打印機不出料該怎麼檢測硬件?


  對於3D打印愛好者而言,一切調整到位後,打印機卻擠不出耗材,這通常是由什麼原因造成的了?

  3D打印產業內的人士認為3D打印非常簡單,但對於產業外的用戶而言,3D打印機並不是那麼簡單,甚至有用戶認為,如果自行拆卸3D打印機,產品設計公司有極大可能導致3D打印機損壞,而企業則有權拒絕維修該3D打印機。

  其實並不然,3D打印機企業在銷售3D打印機後,均會建議客戶對3D打印機的架構進行概略了解,從而減免返廠維修的問題。而對於用戶而言,最常見的問題就是擠出機無法正常的擠出耗材,從而影響3D打印。

  不出耗材,都有哪些原因?

  3D打印機在進行打印任務時,如果沒有順利擠出耗材,不僅僅是硬件問題,同時還有軟件問題,甚至耗材的好壞也會影響。

  1、低品質耗材

  3D打印品質好的耗材都有哪些?3D列印其實就目前而言,只要不用於工業生產,普通人無法得知耗材的強度、硬度、柔潤性等問題,對於普通用戶而言,3D打印耗材的好與壞,通常是能否正常打印就可得知的。

  2、擠出機工作是否正常

  就目前的擠出機而言,通常是電機帶動另外一個帶彈性的齒輪,從而控制耗材正常輸入到噴嘴。在出現問題時,必須先查看電機齒輪是否運作,如電機齒輪正常運作,而耗材只能擠出少量或不擠出時,則試著按壓彈性齒輪的扳手,如果松動,則擰緊即可,如擰緊後依然無法擠出耗材,則看下一步;

  3、噴嘴堵塞

  噴嘴堵塞分為兩種,一種是內部堵塞,逆向工程另外一種就是外部堵塞。內部堵塞通常是由於耗材長時間處於高溫導致碳化,需要在加熱後對其進行疏通即可。但對於木質耗材而言,則必須在使用完後立刻對其進行疏通,否則會導致木粉完全堵塞噴嘴,無法輕易去除,必須更換噴嘴。

  外部堵塞通常是發生在平台的改變,也就是常說的平台是否與噴嘴保持平行,部分用戶在更換不同品類的美紋紙後,常常忘記調整平台,從而導致噴嘴貼於美紋紙上打印。

  3D打印機,並非那麼難

  從硬件而言,3D打印機並不複雜,對於用戶來說,只需要了解耗材如何從絲變成模型的過程。然後保持3D打印機的固件為最新的即可。而3D打印機的硬件並無複雜的設計,複雜的設計主要是在固件方面,通過修改固件,從而使硬件更為精確和穩定。所以通常情況下,3D打印機的升級建議采用原廠的設計為主,而不要隨意更改。

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3D打印金屬原料粉體的要求


  與傳統的減材制造方式相比,3D打印幾乎不會造成金屬材料浪費,而且這種“增材制造”直接成形的特點使得產品在生產過程中的設備問題大大減少。

  金屬粉體材料是金屬3D打印的原材料產品設計公司,其粉體的基本性能對最終的成型的產品品質有著很大的關系。金屬3D打印對於粉體的要求主要在化學成分、顆粒形狀、粒度及粒度分布、流動性、循環使用性等這幾個方面。

  化學成分

  原料的化學主要成分包括金屬元素和雜質,主要金屬元素常用的有Fe、Ti、Ni、Al、Cu、Co、Cr以及貴金屬Ag、Au等。雜質有還原鐵中的Si、Mn、C、S、P、O等,以及從原料和粉末生產中中混入的其他雜質等,粉體表面吸附的水及其他氣體等。

  在成型過程過程,雜質可能會與基體發生反應,改變基體性質,給產品品質帶來負面的影響。摻雜物的存在也會使粉體熔化不均,易造成產品的內部缺陷。粉體含氧量較高時,金屬粉體不僅易氧化,形成氧化膜,還會導致球化現象3D列印,影響產品的致密度及品質。

  因此,需要嚴格控制原料粉體的雜質及摻雜以保證產品的品質,所以,3D打印用金屬粉體需要采用純度較高的金屬粉體原料。

  顆粒形狀、粉體粒度及粒度分布

  1、形狀要求。常見的顆粒的形狀有球形、近球形、片狀、針狀及其他不規則形狀等。不規則的顆粒具有更大的表面積,有利於增加燒結驅動。但球形度高的粉體顆粒流動性好,送粉鋪粉均勻,有利於提升產品的致密度及均勻度。因此,3D打印用粉體顆粒一般要求是球形或者近球形。

  2、粉體粒度及粒度分布。研究表明,粉體是通過直接吸收激光或電子束掃描時的能量而熔化燒結,粒子小則表面積大,直接吸收能量多,更易升溫,越有利於燒結。此外,粉體粒度小,粒子之間間隙小,松裝密度高,成形後零件致密度高,因此有利於提高產品的強度和表面質量。但粉體粒度過小時,粉體易發生粘附團聚,導致粉體流動性下降,影響粉料運輸及鋪粉均勻。

  所以細粉、粗粉應該以一定配比混合,逆向工程選擇恰當的粒度與粒度分布以達到預期的成形效果。

  粉體的工藝性能要求

  粉體的工藝性能主要包括松裝密度、振實密度、流動性和循環利用性能。

  1、松裝密度是粉末自然堆積時的密度,振實密度是經過振動後的密度。球形度好、粒度分布寬的粉末松裝密度高,孔隙率低,成形後的零件致密度高成形質量好。

  2、流動性。粉體的流動性直接影響鋪粉的均勻性或送粉的穩定性。粉末流動性太差,易造成粉層厚度不均,掃描區域內的金屬熔化量不均,導致產品內部結構不均,影響成形質量。而高流動性的粉末易於流化,沉積均勻,粉末利用率高,有利於提高3D打印成形件的尺寸精度和表面均勻致密化。

  3、循環性能。3D打印過程結束後,留在粉床中未熔化的粉末通過篩分回收仍然可以繼續使用。但長時間的高溫環境下,粉床中的粉末會有一定的性能變化。

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深度解讀全球比較先進的3D打印方式


  (1)直接書寫

  使用一種半固體金屬,也可以稱其為一種剪切稀化材料,這種特殊的金屬材料在靜止時表現得像固體,但被施加力時則可以像液體一樣流動。目前研究人員是將一種鉍錫混合物加熱至半固體狀態,然後將其從噴嘴擠出,逆向工程還在繼續尋找新的合金。該方法減少了3D打印部件中的氧化物和殘留應力。

  (2)焊接方式

  主要是由金屬絲作為打印材料,並使用一種功率強大的電子束在真空環境中通過高達1000℃的高溫來融化打印金屬零部件。這種電子束槍的金屬沉積速率從一小時幾磅金屬材料,到一小時20磅不等。電子束定向能量沉積、逐層增加的方法創建出來的任何金屬部件都近乎純淨,並且不需要任何類型的打印後熱應用處理。3D列印該技術也可以用於修複受損的部件或者增加模塊化部件,並且不會產生傳統焊接或金屬連接技術中常見的接縫或者其它弱點。

  (3)激光融覆式

  使用高功率激光的能量,在瞬間直接將金屬粉末變成結構層。LENS工藝過程發生在一個充滿氬氣的密室中,這裏氧氣含量低於10萬分之一,產品設計公司以確保在金屬沉積的時候不產生雜質。Optomec的專有粉末供給系統能夠非常精確地向沉積系統添加所需要的金屬粉末。當對象部件打印完成後,可以取出進行熱處理,熱等靜壓壓制,機械加工,或以任何其他方式的處理。最後得到的全功能3維組件具有等同或優於使用鍛造方式制造的部件的機械性能。

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