3D-печать металла против фрезерования на станке с ЧПУ: неожиданный анализ прочности

Завершен очень неожиданный анализ 3D-печати металла по сравнению с фрезеровкой на станке с ЧПУ.

Канал Electrosync на YouTube провел довольно комплексные испытания на прочность на разрыв для широкого спектра материалов, как в 3D-печатной, так и в фрезерованной форме с ЧПУ. Результаты были немного шокирующими.

Испытание установило базовый уровень путем проведения испытаний на растяжение стандартного купона с использованием нескольких полимерных материалов, начиная с PLA. Это испытание показало, что PLA разрушается на уровне 55 кг с удлинением 0,3%. Были предприняты попытки использовать некоторые варианты заполнения, что, как и следовало ожидать, несколько увеличило прочность детали.

Далее в испытаниях использовались более прочные материалы.

В ходе испытаний использовался огнестойкий материал Onyx от Markforged с непрерывным углеродным волокном. Это значительно сильнее, чем просто НОАК, и результаты показали, что это действительно так. Компания Electrosync протестировала различные огнестойкие материалы Onyx и обнаружила, что они дали разные, но довольно хорошие результаты.

Тогда основное внимание уделялось 3D-печати металлов. Они были получены методом электросинхронизации через неназванное сервисное бюро, которое произвело их с использованием процесса SLM. Были протестированы алюминий, нержавеющая сталь, инструментальная сталь и даже титан. Как и следовало ожидать, они были значительно прочнее, чем PLA или армированные полимерные материалы.

Затем испытания перешли на фрезерованные детали с ЧПУ, которые представляли собой тот же элемент, но были вырезаны сервисным бюро на фрезерном оборудовании с ЧПУ.

Результаты для деталей, изготовленных на станке с ЧПУ, были довольно хорошими, но, что удивительно, все они были несколько менее прочными, чем их эквиваленты, напечатанные на 3D-принтере!

Как детали, напечатанные на 3D-принтере, могут быть прочнее деталей, фрезерованных на станке с ЧПУ? Общее предположение состоит в том, что послойное производство должно быть менее прочным, чем «цельнометаллические» детали с ЧПУ из-за возможности разграничения слоев.

Очевидно, при тестировании Electrosync, напечатанные на 3D-принтере с использованием того же испытательного оборудования и процедур.

В видео электросинхронизация не дает объяснения такому результату, поэтому нам остается гадать.

Если можно предположить, то я подозреваю, что результаты могут иметь какое-то отношение к кристаллической микроструктуре соответствующих материалов. Вполне возможно, что кусок металла, из которого проводилось фрезерование на станке с ЧПУ, охлаждался снаружи-внутрь, что приводило к потенциально различной микроструктуре по всему металлу.

С другой стороны, металлические купоны, напечатанные SLM, имели бы очень однородную микроструктуру, поскольку условия во время печати идентичны на каждом слое. Фактически, операторы 3D-принтеров по металлу тратят значительные усилия на настройку параметров, включая скорость, энергию и температуру, для создания наилучшей микроструктуры.

Что это может означать?

Одна из возможностей заключается в том, что, обладая этими знаниями, можно будет использовать детали меньшего размера и более легкого веса в определенных приложениях, выбрав 3D-печать вместо фрезерования на станке с ЧПУ.

Другая возможность заключается в том, что это может быть предвестником будущего: что произойдет в мире, где детали, напечатанные на 3D-принтере, ВСЕГДА прочнее, чем детали, изготовленные традиционным способом.

Я думаю, что в этом случае может быть гораздо больше 3D-принтеров.

Все новости тут- https://3dprint.fidller.com/category/news/

вконтакте: https://vk.com/3d_krd_123

сайт про кино — https://news.fidller.com

3d печать (fdm/fff, sla) любыми пластиками (petg abs sbs , 3d сканироваие, 2d фрезеровка

По всем вопросам писать сюда:

контактный телефон 89531178495

Telegram: https://t.me/fidller 

наш магазин теперь тут — https://fidller.com

E-mail: shope@fidller.com

вконтакте: https://vk.com/3d_krd_123