Der 3D-Druck muss sehr bekannt sein, da es sich um eine Rapid-Prototyping-Technologie handelt, bei der Pulvermetall oder Harz und andere Klebematerialien auf Basis des digitalen Modelldesigns über den schichtweisen „additiven“ Druck zum Aufbau dreidimensionaler Objekttechnologie verwendet werden.Wie viel wissen Sie über den Metall-3D-Druck?

Was ist 3D-Druck aus Metall Technologie?

Die additive Fertigungstechnologie, auch 3D-Druck (3D-Druck) genannt, ist eine digitale dreidimensionale Modellierung als Grundlage für die Integration von computergestütztem Design, Materialverarbeitung und Materialformungstechnologie.Verwenden Sie Metallmaterialien, nichtmetallische Materialien und medizinische Biomaterialien gemäß der Schicht-für-Schicht- und Schicht-für-Schicht-Herstellung nach dem Prinzip der diskreten Stapelung, bei der komplexe Formen und Formen des Werkstückformteils schnell vorbereitet werden können Technologie.

Wie funktioniert Metall-3D-Druck?

Prinzip des SLM-Laser-selektiven Zonenschmelzmetall-3D-Druckverfahrens

Der laserselektive Zonenschmelzmetall-3D-Druck basiert auf der Wechselwirkung zwischen dem hochenergetischen Laserstrahl und dem Metallpulver. Basierend auf dem dreidimensionalen Datenmodell des gefertigten Teils wird das Modell durch die Schichtungssoftware und die Eingabe in Schichtdaten diskretisiert in den Metall-3D-Drucker.Das System verwendet einen Faserlaser mit hoher Leistungsdichte und fein fokussiertem Punkt als Energiequelle, und der Laserstrahl wird durch den selektiven Scanpfad gesteuert, um Metallpulver schnell im Wahlkreis vorzuverteilen.Der Laserstrahl schmilzt das vorverteilte Metallpulver schnell auf und erzeugt einen kontinuierlichen Schmelzkanal, der Schicht für Schicht zu einem Metallteil gestapelt wird.

Was ist die Anwendung des Metall-3D-Drucks?

1, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie

Nach Angaben von Wohlers Associates wird der Anwendungsanteil des weltweiten 3D-Drucks in der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie im Jahr 2021 16,8 % bzw. 6,0 % betragen, was einem Marktanteil von 2,56 Milliarden US-Dollar bzw. 0,91 Milliarden US-Dollar entspricht.Der weltweite Marktanteil des 3D-Drucks in der Luft- und Raumfahrt stieg im Zeitraum 2019–2021 von 14,7 % auf 16,8 %.

Die Anwendung des Metall-3D-Drucks in der Luft- und Raumfahrtindustrie besteht hauptsächlich in der direkten Herstellung von Rumpfstrukturteilen, Triebwerksteilen usw., der Leistungsprüfung von Strukturteilen und Komponenten sowie der Reparatur hochwertiger, verderblicher Teile.

Die Vorteile der 3D-Drucktechnologie bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen sowie in Forschung und Entwicklung zeigen sich hauptsächlich in:

(1) Verkürzung des Forschungs- und Entwicklungszyklus neuer Luft- und Raumfahrtausrüstung und -teile;

(2) Komplexe Strukturdesigns können realisiert werden;

(3) Erfüllen Sie die Nachfrage nach geringem Gewicht, reduzieren Sie die Spannungskonzentration und erhöhen Sie die Lebensdauer;

4) Verbesserung der Festigkeit und Haltbarkeit von Teilen und Komponenten für Luft- und Raumfahrtausrüstung;

5) Verbesserung der Materialausnutzung und Reduzierung der Herstellungskosten;

6) Additive Fertigung ist der Zukunftsmarkt für die Herstellung von Reparaturen von beschädigten Anlagenteilen.

2, medizinische Industrie

Laut Wohlers Associates wird der weltweite Marktanteil des 3D-Drucks in der Medizinbranche von 2019 bis 2021 von 13,9 % auf 15,6 % steigen, und der weltweite Marktanteil des 3D-Drucks in der Medizinbranche wird im Jahr 2021 2,38 Milliarden US-Dollar betragen.

Entsprechend der Entwicklung von Materialien und biologischen Eigenschaften wird der 3D-Druck im medizinischen Bereich in zwei Kategorien unterteilt: nicht-biologischer 3D-Druck und biologischer 3D-Druck.Im Vergleich zum biologischen 3D-Druck ist das Prinzip des nicht-biologischen 3D-Drucks relativ einfach und die erforderlichen Materialien sind relativ leicht zu beschaffen, sodass er in der medizinischen Industrie weit verbreitet ist.Die meisten Produkte des nichtbiologischen 3D-Drucks sind nicht biokompatibel und die meisten von ihnen können als Medizinprodukte kategorisiert werden, die speziell in folgenden Bereichen eingesetzt werden:

① Die Herstellung personalisierter Prothesen ist in der Orthopädie, Zahnmedizin, plastischen Chirurgie usw. möglich.

② Komplexe Struktur und schwer zu verarbeitende Medizinprodukte, einschließlich Implantate und Nichtimplantate, wie z. B. poröse Struktur des Hüftgelenks, Simulation der menschlichen Körperorgane des medizinischen Modells.

3, Automobilindustrie

Nach Angaben von Wohlers Associates ist der weltweite Marktanteil des 3D-Drucks in der Automobilindustrie im Zeitraum 2019–2021 leicht von 16,4 % auf 14,6 % zurückgegangen, und der weltweite Marktanteil des 3D-Drucks in der Automobilindustrie beträgt 2,23 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021.

Der Einsatz der 3D-Drucktechnologie in der Automobilindustrie erstreckt sich über den gesamten Lebenszyklus von Automobilen, einschließlich Forschung und Entwicklung, Produktion und Nutzung.Was den Anwendungsbereich betrifft, so konzentriert sich die derzeitige Anwendung der 3D-Drucktechnologie in der Automobilindustrie hauptsächlich auf experimentelle Modelle und funktionale Prototypen im Forschungs- und Entwicklungsbereich und relativ wenige auf die Produktion und Nutzung.Zukünftig wird die 3D-Drucktechnologie in der Automobilindustrie weiterhin weit verbreitet im Prototypenbau eingesetzt werden.Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie werden Automobilunternehmen die Wahrnehmung des 3D-Drucks und die eigenen Entwicklungsbedürfnisse der Automobilindustrie verbessern.Die Anwendung der 3D-Drucktechnologie in der Automobilindustrie wird sich auf die Produktion und Nutzung der Verbindung mit einem größeren Marktraum ausweiten, und die Anwendung bei der Herstellung von Endteilen und Komponenten, der Automobilwartung, der Automobilmodifikation usw. wird sich schrittweise verbessern.

4, Unterhaltungselektronik

Nach Angaben von Wohlers Associates war der weltweite Marktanteil des 3D-Drucks in der Unterhaltungselektronikbranche im Zeitraum 2019–2021 für einen leichten Rückgang von 15,4 % auf 11,8 % verantwortlich, und der weltweite Marktanteil des 3D-Drucks in der Unterhaltungselektronikbranche betrug im Jahr 2021 1,80 Milliarden US-Dollar .

Derzeit konzentriert sich die Anwendung des 3D-Drucks in der Verbraucherindustrie hauptsächlich auf Produktdesign und -entwicklung.Die Verbraucherindustrie deckt ein breites Spektrum ab und umfasst hauptsächlich Mobiltelefone, elektronische Produkte, Computer, Haushaltsgeräte, Werkzeuge und Spielzeug sowie andere Branchen.Die Verbraucherindustrie zeichnet sich durch kurze Produktlebenszyklen und schnellen Austausch aus, was eine kontinuierliche Entwicklung und Investitionen erfordert.Mit den Vorteilen des 3D-Drucks können der Produktentwicklungszyklus verkürzt und die Designkosten erheblich gesenkt werden.Die vorhandene 3D-Drucktechnologie kann die Modellierung verschiedener komplexer Designs realisieren, was Designern mehr Freiheit gibt und das Niveau des Produktdesigns deutlich verbessert.