写的AZoM2020年5月29日
萨尔州大学Dirk Bähre教授和他的研究团队开发了一种非接触方法，将3D打印机制造的金属部件转化为用于专业应用的高精度技术部件。这种新方法使他们能够加工由强度大、重量轻的金属制成的零件，从而生产出具有复杂几何形状和尺寸公差只有千分之一毫米的精密零件。制造技术团队结合了金属3D打印和电化学加工(ECM)。
像驱动汽车、飞机或火箭的发动机这样的复杂技术系统是由大量高度专业化的金属部件制成的。为了确保所有这些部件完美地结合在一起并能够承受极端的机械应力，每一个部件都必须非常精确地制造．“公差可以在微米范围内，”萨尔大学的Dirk Bähre教授解释道。虽然金属3D打印现在是制造具有复杂几何形状的部件的一种既定方法，但这些一层一层地构建部件的添加剂工艺，对于必须满足极其严格的尺寸要求的部件来说不够精确。在某些情况下，零件的几何形状可能过于复杂，无法由传统的金属3D打印产生。
Dirk Bähre和他的研究团队已经为自己设定了一个目标，即通过3D打印机对工件进行优化，使其尺寸精确到千分之几毫米。“我们的金属零件后处理技术提供了一种成本效益高的方法，为那些公差极其严格的应用提供高精度的功能表面。”它使大量零件的后处理变得高效而经济。”Bahre说。他和他在萨尔大学的研究团队是精密加工和精加工领域的专家。他们开发了将金属3D打印与电化学加工相结合的新技术。
通过电化学去除材料，即使是最复杂的几何形状也能在最坚硬的金属中产生．“我们的非破坏性、非接触制造技术使我们能够高效地加工具有复杂几何形状的部件，即使是由高强度材料制成的，”欧洲杯足球竞彩Bahre解释道。工件浸泡在流动的电解液中，可以用电化学方法加工成所需的几何形状，加工公差为千分之几毫米，没有任何机械接触，也不会给工件施加任何机械应力。工程师们所需要的只是一个电源。高电流在工具(阴极)和导电工件(阳极)之间流动，这是在3D打印过程中产生的。工件浸没在导电流体(电解液)中，这只是一种盐水溶液。电解加工过程使微小的金属颗粒从工件表面被去除。欧洲杯猜球平台工件表面的金属原子以带正电的金属离子的形式进入溶液，使工件能够非常精确地达到所需的几何形状。“通过调整电流脉冲的持续时间和工具的振动，我们可以非常均匀地去除表面材料，留下特别光滑的表面，并实现高尺寸精度，Bahre说。
研究人员不仅严格检查所使用的金属，如铝、钛或钢合金，而且还检查涉及的个别工艺步骤。“优化后处理需要对材料和工艺都有透彻的了解。例如，我们需要知道，在之前的3D打印阶段，金属到底发生了什么。这就是为什么我们仔细研究在3D打印过程中产生的金属的微观结构。通过仔细检查工艺技术和材料性能，我们可以改进和优化电化学方法，以获得更光滑的表面或更高精度的更复杂的几何形状。”德克Bahre解释道。
该团队进行了大量的实验，他们首先使用3D打印技术制造金属部件，然后确定如何优化后续的电化学加工阶段，以产生所需的结果。“我们详细研究了不同的材料和工艺参数是如何相互作用的，然后确定整个生产过程应该如何配置。”Bahre解释道。例如，在某些情况下，流程步骤的执行顺序非常关键。研究人员对所有影响参数进行系统分析，进行高精度测量和详细分析。因此，工程师有许多方法来微调制造过程和调整工艺参数，以满足应用要求。
这些研究项目(其中一些项目得到了欧洲区域发展基金(European Regional Development Fund)的资助)往往具有合作性质，Dirk Bähre及其研究小组与来自商界和工业界的伙伴密切合作。
来源:https://www.uni-saarland.de/en/home.html