1. Kakšna je vloga "substrata za 3D tiskanje"?
Mehanska podpora: Varno podpira del, ko se oblikuje med tiskanjem.
Prevod toplote: Hitro razprši ogromno toploto, ki jo ustvari laserski/elektronski žarek, ter nadzoruje toplotno obremenitev in deformacijo.
Metalurška vez: tvori močno metalurško vez s prvo plastjo tiskanega dela.
Pritrditev in pozicioniranje: Zagotavlja referenčno ravnino za celoten postopek tiskanja.
2. Kako izvedljivo je v teoriji?
Združljivost materiala: Če je del, ki ga želite natisniti, izdelan iz nizko-ogljičnega jekla ali nerjavečega jekla, lahko z uporabo hladno{1}}valjanega jeklenega koluta z enako ali podobno sestavo kot substrat teoretično dosežete metalurško lepljenje. To je najpomembnejši predpogoj.
Ravnost površine: Visoko{0}}kakovostni hladno valjani koluti imajo zelo ravno površino, ki izpolnjuje stroge zahteve SLM za ravnost podlage (običajno znotraj desetin mikrometrov).
Cena in razpoložljivost: V primerjavi s-kovanimi ali rezkanimi substrati po meri so lahko hladno valjani koluti posebnih specifikacij cenejši in imajo hitrejšo dostavo.
3. Kateri so glavni izzivi in omejitve?
Nezadostna debelina in togost:
Substrati SLM običajno zahtevajo debele plošče (15 mm ali več), da prenesejo ogromno toplotno obremenitev in preprečijo zvijanje med tiskanjem. Standardni hladno valjani koluti (običajno debeline 0,3–3,0 mm) so pretanki, premalo togi in zelo dovzetni za deformacije.
Težave z notranjim stresom:
Hladno{0}}valjane tuljave imajo same po sebi znatno preostalo notranjo napetost. Pri visoko-temperaturnem termičnem ciklu tiskanja se ta notranja obremenitev sprosti in prekrije s toplotno obremenitvijo tiskanja, kar povzroči hudo zvijanje substrata in celo napako pri tiskanju.
Omejitve velikosti in pritrditev:
Hladno{0}}valjani zvitki se proizvajajo v zvitkih in zahtevajo rezanje in izravnavo pred uporabo kot ravne podlage. Njihova varna namestitev na ogrevano platformo za medij tiskalnika zahteva posebne in zanesljive zasnove vpenjanja, ki preprečujejo zvijanje robov.
Površinsko stanje:
Oljni-film za preprečevanje rje, rahla oksidna plast ali hrapavost na površini hladno{1}}valjanih tuljav lahko ovirajo širjenje prve plasti prahu in začetno vez med laserjem in kovino, kar pogosto zahteva temeljito razmaščevanje, čiščenje ali celo končno obdelavo površine (kot je rezkanje).
4. Kakšna je bistvena razlika med to aplikacijo in aplikacijo za "nosilno ploščo čipov"?
Nosilne plošče za iverje: zahtevajo izolacijo, visoko frekvenco in visoko hitrost ter toplotno ujemanje; hladno valjani zvitki so izključeni zaradi njihove prevodnosti.
Substrati za 3D tiskanje: zahtevajo električno in toplotno prevodnost, visoko trdnost in metalurško lepljenje; hladno valjani zvitki so teoretično možni zaradi svoje kovinske narave, vendar so omejeni z mehanskimi in procesnimi podrobnostmi.
5. Kakšni so nekateri praktični zaključki in predlogi?
Za glavne postopke SLM (tiskanje visoko-vrednih, visoko{1}}natančnih delov):
Uporaba navadnih hladno{0}}valjanih tuljav kot substratov ni priporočljiva. Uporabiti je treba standardne podlage iz istega materiala, posebej kovane, toplotno-obdelane in rezkane za 3D-tiskanje. To je najbolj zanesljiva možnost z najmanj-tveganjem.
Za tiskanje velikih komponent, kot sta DED in WAAM:
Uporaba debelih jeklenih plošč (po možnosti vroče{0}}valjanih ali normaliziranih namesto hladno{1}}valjanih) kot ploščadi za nanašanje je običajna praksa. Tu je "podlaga" bolj podobna "delovni mizi", z relativno nižjimi zahtevami glede zmogljivosti.
Za raziskave in razvoj ali posebne scenarije:
Za nizko-stroškovno izdelavo prototipov ali tiskanje velikih, preprostih delov, izdelanih iz enakega materiala kot hladno{1}}valjane tuljave, je mogoče uporabiti strogo obdelane hladno-valjane plošče. Koraki zdravljenja morajo vključevati:
Rezanje in napetostno žarjenje za odpravo notranjih napetosti.
Površinsko rezkanje za zagotovitev ravnosti in čistoče.
Oblikovanje zanesljivega sistema pritrdilnih elementov.
Izvajanje temeljitega testiranja in validacije procesov.