1. Care este rolul „substratului de imprimare 3D”?
Suport mecanic: susține în siguranță piesa pe măsură ce se formează în timpul imprimării.
Conducerea căldurii: disipează rapid căldura enormă generată de fasciculul laser/electron, controlând stresul termic și deformarea.
Lipire metalurgică: Formează o legătură metalurgică puternică cu primul strat al piesei imprimate.
Fixare și poziționare: Oferă un plan de referință pentru întregul proces de imprimare.
2. Cât de fezabil este teoretic?
Compatibilitatea materialului: dacă piesa de imprimat este realizată din oțel cu conținut scăzut de-carbon sau oțel inoxidabil, atunci utilizarea unei bobine de oțel laminate la rece-cu aceeași compoziție sau similară cu cea a substratului poate realiza teoretic lipirea metalurgică. Aceasta este cea mai importantă condiție prealabilă.
Planeitatea suprafeței: bobinele laminate la rece-de înaltă calitate-au o suprafață foarte plană, îndeplinind cerințele stricte ale SLM pentru planeitatea substratului (de obicei, la zeci de micrometri).
Cost și disponibilitate: în comparație cu substraturile personalizate-forjate sau frezate, bobinele-laminate la rece cu specificații specifice pot fi mai puțin costisitoare și pot avea livrare mai rapidă.
3. Care sunt provocările și limitările majore?
Grosime și rigiditate insuficiente:
Substraturile SLM necesită de obicei plăci groase (15 mm sau mai mult) pentru a rezista la stresul termic enorm și pentru a preveni deformarea în timpul imprimării. Bobinele laminate la rece standard-(de obicei, 0,3-3,0 mm grosime) sunt prea subțiri, lipsite de rigiditate și foarte susceptibile la deformare.
Probleme de stres intern:
Bobinele-laminate la rece posedă în mod inerent un stres intern rezidual semnificativ. Sub ciclul termic la temperatură înaltă a procesului de imprimare, acest stres intern este eliberat și suprapus stresului termic de tipărire, ducând la deformarea gravă a substratului și chiar la eșecul imprimării.
Limitări de dimensiune și fixare:
Bobinele-laminate la rece sunt produse în role și necesită tăiere și nivelare înainte de utilizare ca substraturi plate. Montarea în siguranță a acestora pe platforma substratului încălzit a imprimantei necesită modele de prindere specializate și fiabile pentru a preveni deformarea marginilor.
Starea suprafeței:
Filmul de ulei pentru prevenirea ruginii-, stratul ușor de oxid sau rugozitatea de pe suprafața bobinelor-laminate la rece pot împiedica răspândirea primului strat de pulbere și legarea inițială între laser și metal, necesitând adesea degresare riguroasă, curățare sau chiar finisare a suprafeței (cum ar fi frezarea).
4. Care este diferența esențială dintre aceasta și aplicațiile „chip carrier board”?
Plăci purtătoare de cip: necesită izolație, frecvență mare și viteză mare și potrivire termică; bobinele-laminate la rece sunt excluse din cauza conductivității lor.
Substraturi de imprimare 3D: necesită conductivitate electrică și termică, rezistență ridicată și lipire metalurgică; bobinele-laminate la rece sunt teoretic posibile datorită naturii lor metalice, dar sunt limitate de detaliile mecanice și de proces.
5. Care sunt câteva concluzii și sugestii practice?
Pentru procesele SLM obișnuite (imprimarea pieselor de-înaltă valoare, de înaltă-precizie):
Nu este recomandată folosirea-bobinelor laminate la rece obișnuite ca substrat. Trebuie folosite substraturi standard din același material, special forjate, tratate termic-și frezate pentru imprimarea 3D. Aceasta este opțiunea cea mai fiabilă și cu cel mai scăzut-risc.
Pentru imprimarea componentelor mari, cum ar fi DED și WAAM:
Folosirea plăcilor groase de oțel (potențial laminate la cald-sau normalizate, mai degrabă decât laminate-la rece) ca platforme de depunere este o practică obișnuită. Aici, „substratul” este mai mult ca un „banc de lucru”, cu cerințe de performanță relativ mai scăzute.
Pentru cercetare și dezvoltare sau scenarii specifice:
Pentru prototiparea cu-cost redus sau tipărirea pieselor mari și simple din același material ca bobinele-laminate la rece, pot fi utilizate foi laminate la rece-riguros tratate. Etapele tratamentului trebuie să includă:
Tăiere și recoacere la stres pentru eliminarea tensiunilor interne.
Frezarea suprafeței pentru a asigura planeitatea și curățenia.
Proiectarea unui sistem de fixare fiabil.
Efectuarea de testare și validare amănunțită a procesului.