1. نقش "زیر پرینت سه بعدی" چیست؟
پشتیبانی مکانیکی: به طور ایمن از قطعه در هنگام شکل گیری در حین چاپ پشتیبانی می کند.
هدایت حرارتی: گرمای عظیم تولید شده توسط پرتو لیزر/الکترون را به سرعت دفع می کند و تنش حرارتی و تغییر شکل را کنترل می کند.
باند متالورژیکی: با اولین لایه قطعه چاپ شده یک پیوند متالورژیکی قوی ایجاد می کند.
تثبیت و موقعیت یابی: یک صفحه مرجع برای کل فرآیند چاپ فراهم می کند.
2. از نظر تئوری چقدر امکان پذیر است؟
سازگاری مواد: اگر قسمتی که قرار است چاپ شود از-فولاد کم کربن یا فولاد ضد زنگ ساخته شده باشد، با استفاده از یک کلاف فولادی نورد سرد{{1} با ترکیب یکسان یا مشابه زیرلایه، از نظر تئوری می توان به اتصال متالورژیکی دست یافت. این مهم ترین پیش نیاز است.
مسطح بودن سطح: سیمپیچهای نورد سرد با کیفیت بالا-با کیفیت- سطح بسیار صافی دارند که الزامات سختگیرانه SLM را برای صافی بستر (معمولاً در دهها میکرومتر) برآورده میکند.
هزینه و در دسترس بودن: در مقایسه با زیرلایههای- آهنگری یا آسیاب شده سفارشی، کویلهای نورد سرد{{1} با مشخصات خاص ممکن است ارزانتر بوده و تحویل سریعتری داشته باشند.
3. چالش ها و محدودیت های اصلی چیست؟
ضخامت و استحکام ناکافی:
زیرلایه های SLM معمولاً به صفحات ضخیم (15 میلی متر یا بیشتر) نیاز دارند تا در برابر استرس حرارتی زیاد مقاومت کنند و از تاب برداشتن در حین چاپ جلوگیری کنند. کلاف های نورد سرد استاندارد (معمولاً 0.3-3.0 میلی متر ضخامت) بسیار نازک، فاقد سفتی و بسیار مستعد تغییر شکل هستند.
مشکلات استرس داخلی:
کویل های نورد سرد ذاتاً دارای تنش داخلی باقیمانده قابل توجهی هستند. تحت چرخه حرارتی بالا{2}}در فرآیند چاپ، این تنش داخلی آزاد میشود و بر تنش حرارتی چاپ قرار میگیرد که منجر به تاب برداشتن زیرلایه و حتی خرابی چاپ میشود.
محدودیت های اندازه و رفع آن:
کلاف های نورد سرد-به صورت رول تولید می شوند و قبل از استفاده به عنوان زیرلایه های مسطح نیاز به برش و تراز کردن دارند. برای جلوگیری از تاب برداشتن لبه، نصب ایمن آنها بر روی سکوی زیرلایه گرم شده چاپگر به طراحی های گیره تخصصی و قابل اعتماد نیاز دارد.
وضعیت سطح:
زنگ زدگی-لایه روغن پیشگیری کننده، لایه اکسیدی جزئی، یا زبری روی سطح کویلهای نورد سرد{{1}میتواند مانع از پخش اولین لایه پودر و پیوند اولیه بین لیزر و فلز شود، که اغلب نیاز به چربیزدایی، تمیز کردن یا حتی پرداخت سطحی (مانند فرز) دارد.
4. تفاوت اساسی بین این و برنامه های "برد حامل تراشه" چیست؟
تخته های حامل تراشه: به عایق، فرکانس بالا و سرعت بالا و تطابق حرارتی نیاز دارند. کویل های سرد-نوردیده شده به دلیل رسانایی آنها حذف می شوند.
بسترهای چاپ سه بعدی: نیاز به هدایت الکتریکی و حرارتی، استحکام بالا و اتصال متالورژیکی دارند. کویل های نورد سرد از نظر تئوری به دلیل ماهیت فلزی آنها امکان پذیر است، اما با جزئیات مکانیکی و فرآیندی محدود می شود.
5. چند نتیجه گیری و پیشنهاد عملی چیست؟
برای فرآیندهای رایج SLM (چاپ قطعات-با ارزش-با دقت بالا):
استفاده از کویل های نورد سرد معمولی-به عنوان زیرلایه توصیه نمی شود. زیرلایههای استاندارد از همان مواد، مخصوصاً آهنگری، حرارت-و آسیاب شده برای چاپ سه بعدی باید استفاده شود. این گزینه قابل اعتمادترین و کمترین{5}}خطر است.
برای چاپ قطعات بزرگ مانند DED و WAAM:
استفاده از صفحات فولادی ضخیم (بهطور بالقوه نورد شده یا نرمال شده، به جای سرد-نورد شده) به عنوان سکوهای رسوبگذاری، عمل رایجی است. در اینجا، "زیر بستر" بیشتر شبیه یک "میز کار" است که نیازهای عملکرد نسبتاً کمتری دارد.
برای تحقیق و توسعه یا سناریوهای خاص:
برای نمونهسازی کمهزینه یا چاپ قطعات بزرگ و ساده که از همان مواد-کویلهای نورد سرد ساخته شدهاند، میتوان از ورقهای نورد سرد-که بهشدت پردازش شدهاند استفاده کرد. مراحل درمان باید شامل موارد زیر باشد:
برش و بازپخت تنش برای از بین بردن تنش های داخلی.
آسیاب سطحی برای اطمینان از صافی و تمیزی.
طراحی یک سیستم ثابت قابل اعتماد
انجام آزمایش و اعتبارسنجی فرآیند کامل.