Metal eklemeli imalat, geleneksel üretim yöntemlerinin aksine, karmaşık geometrilerdeki soğutma kanallarının kalıp ile bütünleşmiş bir şekilde üretilmesine olanak tanır. Son tüketici ürünü olarak plastik enjeksiyon kalıplarında ve otomotiv sektöründe sıcak saç şekillendirme kalıplarında termal stresi ve soğuma sürelerini düşürerek üretim hızını ve kalitesini arttırır.
Metal eklemeli imalatın medikal-dental sektörlerine avantajları:
- Geleneksel yöntemlerle üretilemeyecek konformal soğutma kanallı kalıpların üretimine olanak tanır
- Daha az çarpılması ve çevrim sürelerinde düşme sağlanır
Lazer metal füzyonu teknolojisi kullanılarak H11 malzemeden üretilmiş plastik enjeksiyon kalıp insertleri, içerisindeki karmaşık geometrili soğutma kanalları sayesinde enjeksiyon döngü sürelerini düşürüyor. Aynı zamanda parçanın soğuma süresini 35% kadar kısaltıyor.
Karmaşık geometrilerde soğutma kanallarına sahip kalıplar
TruPrint 3000 ile üretilmiş kalıplar, karmaşık tasarımlı soğutma kanalları sayesinde parçanın soğuma süresini 28% kısaltıyor ve parçanın 35% daha az çarpılma ile üretilmesini sağlıyor. Ayrıca üretilen kalıpların yüzey kalitesi üretim sonrasında ardıl işleme tabi tutularak iyileştirilebilir.
Metal eklemeli imalatın kullanım alanlarından birisi de plastik enjeksiyon kalıplarıdır. Kalıpların yalnızca daha hızlı üretilmesine imkân sağlamıyor, aynı zamanda içerisindeki karmaşık şekillerdeki soğutucu kanallar sayesinde çevrim sürelerini düşürerek parçanın çarpılma miktarını düşürüyor ve daha hızlı bir üretim gerçekleşmesini sağlıyor.
Çok çeşitli yüksek kaliteli ürünlerin tasarım ve üretiminde uzmanlaşmış Alman ses şirketi Sennheiser, metal 3D baskılı IE 600 Kulak İçi Kulaklıklarını piyasaya sürüyor. Yaklaşan amiral gemisi odyofil kulaklıkları metal 3D baskılı bir gövdeye sahip olacak. Bu gövde metali, NASA’nın Mars gezgininin sondaj kafasında kullanılan aynı havacılık sınıfı amorf alaşım olan AMLOY ZR01’den geliyor.
Metal 3D baskılı IE 600 kulak içi kulaklık muhafazası, dar toleranslar dahilinde herhangi bir geometrinin oluşturulmasına olanak tanıyan metal tozu bazlı 3D baskı ile üretilmiştir. Bu katkılı üretim süreci, frezelemeye gerek kalmadan odacıklar ve kanallar oluşturmaktadır.
Kulaklık gövdesi, Trumpf’ın TruPrint 2000 Lazer Metal Füzyon teknolojisi kullanılarak Heraeus Amloy Technologies tarafından amorf alaşım AMLOY ZR01 ile 3D olarak basıldı. Bu metaller güç, esneklik, korozyon direnci ve biyouyumluluğun benzersiz bir kombinasyonuna sahiptir. Bu, daha ince duvar kalınlığına izin vererek kulaklık gibi daha küçük ürünlerdeki uygulamalara olanak tanır.
Muhafazanın dış yüzeyi, çizilmeye ve korozyona karşı dayanıklı olması için ardıl işleme tabi tutulur ve kulaklığın yıllar boyunca kendine özgü görünümünü korumasını sağlar.
Metal eklemeli imalatın avantajları saç şekillendirme kalıplarında da öne çıkıyor. Otomobil A sütunu kalıplarında çift, konformal soğutucu kanallar sayesinde üretilen parça kalitesinde artış ve daha düşük soğuma süreleri elde edilebiliyor.
İsveçli şirket Oskar Pascal tüm dünyada ilk kez saat gövdelerini paslanmaz çelikten üç kez daha güçlü ZR01 metalden üretiyor. Yüksek yüzey kalitesi müşterilerin taleplerini karşılıyor ve yaşam tarzı saatinin sahibindeki duygusal bağın kurulmasına önemli katkıda bulunuyor. Yüksek seviyede soğutma işlemi (Supercooling) ile geleneksel metal dökümüne göre çok daha yüksek korozyon koruması ve çok iyi bir kırılma dayanıklılığı elde edilir.
Gitar köprülerinde optimum seviyedeki transferlerde çok önemlidir. Amorf metaller çok esnek oldukları için bir sesi doğrudan aktarırlar ve daha uzun süreyle tutarlar. Amorf metallerin yüksek katılığı ayrıca yeni tasarım dünyalarına kapıları açıyor: Böylece sesi ek olarak iyileştiren, bireysel biyonik yapılar 3B olarak yazılabilir.
Metal Eklemeli İmalatta Kullanılan Ardıl İşlemler:
Toz Arındırma
Toz yataklı sistemlerde baskı bir toz haznesinin içinde yükselir. Bu nedenle baskı işlemi bittikten sonra parça, koruyucu bir atmosferde tozdan arındırma işlemine tabi tutulur. Fazla toz genellikle saklanır veya tedarikçiye geri dönüşüm amacıyla geri gönderilir.
Stres Giderme
İlk ısıl işlem metalde biriken gerilimleri azaltmak için gerçekleştirilir. Bu adım tipik olarak parçanın bir fırın içinde soğutulmasını ve ısıtılmasını içerir ve parça hala bir destek yapısına bağlıyken gerçekleştirilir.
Destek Yapısı Kaldırma İşlemi
Birçok parçanın basılabilmesi için bir destek yapısına ihtiyacı vardır, bu nedenle parça üzerinde herhangi bir ısıl işlem veya son işlem yapılmadan önce destek yapılarının çıkarılması gerekir. Parçaları ve destek yapısını çıkarmak için şerit testere veya eğeler yeterli olsa da yoğun gerilmeye direnç gösteren daha sert malzemeler (Inconel gibi) söz konusu olduğunda CNC işleme, robotik kollar veya tel EDM kullanmak gerekebilir.
Isıl İşlem
Ek ısıl işlem prosedürleri, malzemenin hızlı ısıtılması ve soğutulması nedeniyle baskı işlemi sırasında oluşan artık gerilimi azaltır. Ayrıca sertlik, yorulma ömrü ve süneklik gibi mekanik özelliklerin iyileştirilmesine de hizmet ederler.
Sıcak İzostatik Presleme (HIP) ve tavlama en yaygın ısıl işlem süreçlerinden ikisidir.
Sıcak İzostatik Presleme (HIP): Yüksek ısı, parça katılığını ve yoğunluğunu artırmak (gözenekliliği ortadan kaldırmak), artık stresle başa çıkmak ve yorulma ömrünü büyük ölçüde artırmak için basınçla birleştirilir. HIP özellikle havacılık ve biyomedikal, hatta enerji ve otomotiv gibi zorlu endüstriler için uygundur.
Tavlama: Daha fazla gerilim giderme ve sertlik ve süneklik gibi gelişmiş mekanik özellikler için kontrollü ısıtma ve soğutma işlemi.
Yüzey İşlemleri
Parçayı daha da pürüzsüzleştirmek ve parlatmak, estetiği optimize etmek ve uygulama gerektiriyorsa pürüzlülüğü en aza indirmek için “son dokunuşlardır”. Yüzey işlemleri özellikle toz birikiminden (kısmen erimiş toz) kaynaklanan sorunlarla ve merdiven etkisi veya katmanlama kusurlarıyla ilgilenir.
Talaşlı imalat ve CNC işleme: Fazla malzemeyi çıkarmak, parçanın ortalama pürüzlülüğünü azaltmak ve boyutsal doğrulukla ilgili toleransları sıkılaştırmak için ek işleme.
Kumlama: Bu yöntem kumlama ve su püskürtmeyi içerir. Bununla birlikte, metal AM parçaları için en popüler yöntem, işlemeden kalan izleri gidermek ve yüzeyi daha pürüzsüz ve daha parlak hale getirmek için parçaya cam veya diğer malzemelerden boncukların püskürtüldüğü boncuk patlatmadır.
Elektrokaplama veya Metal kaplama: Elektrokaplama, anotlamaya bir alternatiftir ve anotlamaya benzer şekilde parçayı korozyondan koruyan ve iletken olmayan hale getiren bir metal kaplamanın biriktirilmesinden oluşur. Ayrıca parçaya çekici bir metalik görünüm kazandırılır.
