Először is, az alumíniumötvözet adalékok gyártását széles körben használják a repülőgépiparban, az orvostudományban, az autóiparban, az építőiparban és sok más területen. Ez a technológia közvetlen, gyors és alacsony költségű gyártást tesz lehetővé a koncepciótervezéstől a végtermékig. Az alumíniumötvözet nagy szilárdsága, könnyű súlya és korrózióállósága miatt a választott anyag lett az additív gyártás területén.
Technikai szinten az alumíniumötvözet adalékanyag-gyártása különböző folyamatokat foglal magában, mint például a porágyas fúzió (PBF), az irányított energiás leválasztás (DED) és a lézeres porleválasztás (LPD). Ezek az eljárások összetett háromdimenziós alkatrészeket építenek fel a lézer-, elektron- vagy plazmasugarak precíz vezérlésével az alumíniumötvözet por rétegenkénti megolvasztása és újraszilárdítása érdekében. Közülük a porágyas fúzió és az irányított energiás leválasztás a két leggyakrabban alkalmazott eljárás.
A porágyas fúzió során az alumíniumötvözet port egyenletesen eloszlatják egy építőplatformon, majd lézersugárral megolvasztják és megszilárdítják. Ezzel az eljárással nagy pontosságú és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkező alkatrészeket lehet előállítani. Irányított energiás leválasztáskor a lézersugár fókuszpontjába egy fúvókán keresztül alumíniumötvözet port vezetnek, amelybe oxigént vagy egyéb gázokat vezetnek be részleges olvasztásra. Ezzel az eljárással nagyméretű, összetett alkatrészeket lehet építeni, a formázási folyamat pedig valós időben nyomon követhető és vezérelhető.
Az alumíniumötvözetek additív gyártása azonban még mindig kihívásokkal néz szembe. A legnagyobb kihívást a gyártási folyamat során keletkező maradék feszültség jelenti. Az olvadás és újraszilárdulás során a zsugorodás és az egyenetlen hőtágulás miatt az alkatrészen belül maradó feszültségek alakulhatnak ki. Ezek a feszültségek az alkatrészek deformálódását, megrepedését vagy deformálódását okozhatják, ami befolyásolja teljesítményüket és élettartamukat. Ezért az alumíniumötvözetek adalékanyag-gyártása területén fontos kutatási irány a maradékfeszültség hatékony szabályozása és csökkentése.
A probléma megoldására a kutatók különféle stratégiákat vizsgálnak. Egyrészt a nyomtatási paraméterek és a folyamattervezés optimalizálásával csökkenthető a maradék feszültség keletkezése. Például a rétegnyomtatás, a rétegenkénti optimalizálás és a hőkezelés felhasználható az anyag hőtágulási együtthatójának és zsugorodási sebességének konzisztenciájának javítására, ezáltal csökkentve a belső feszültséget. Másrészt a már kialakított részek feszültségmentesíthetők olyan módszerekkel, mint az utófeldolgozás és a hőkezelés. Például forró izosztatikus préselés, feszültségmentesítő izzítás és egyéb módszerek használhatók az alkatrészeken belüli maradékfeszültség feloldására és enyhítésére.
Az alumíniumötvözetek additív gyártása a maradványfeszültséggel kapcsolatos problémákon kívül más kihívásokkal is szembesül. Például hogyan lehet növelni a nyomtatási sebességet és csökkenteni a nyomtatási költségeket, hogyan lehet javítani a nyomtatási pontosságot és a felületi minőséget, hogyan lehet elérni a nagy szilárdság és a magas korrózióállóság kombinációját stb. E problémák megoldása érdekében a kutatók folyamatosan új anyagokat kutatnak , folyamatok és berendezések. Például az új nyomtatási technológiák, például a nagy energiájú sugárnyomtatási technológia és a kétfoton polimerizációs technológia alkalmazása javíthatja a nyomtatási sebességet és pontosságot; új alumíniumötvözet anyagok, kompozit anyagok stb. használata javíthatja az alkatrészek teljesítményét és élettartamát; új tartószerkezetek és Utófeldolgozási technológia alkalmazása javíthatja az alkatrészek felületi minőségét és megmunkálhatóságát.
Emellett az alumíniumötvözetek adalékanyag-gyártásának másik fontos kutatási iránya az orvosbiológiai alkalmazások. Ezzel a technológiával összetett felépítésű, pontos méretű humán implantátumok, orvosi eszközök, szövetmérnöki állványok stb. állíthatók elő. Például az alumíniumötvözet adalékanyag-gyártási technológiájával gyártott fogászati implantátumok és ortopédiai implantátumok figyelemre méltó eredményeket értek el a klinikai alkalmazásokban. Azonban az olyan kérdések, mint az anyag biokompatibilitása, citotoxicitása és biológiai lebonthatósága, amelyeket figyelembe kell venni az orvosbiológiai alkalmazásokban, szintén a kutatás fókuszába és nehézségeibe ütköznek.
Összefoglalva, az alumíniumötvözet adalékos gyártása nagy lehetőségeket rejtő gyártási technológia. A folyamatos kutatás és innováció révén úgy gondolom, hogy ezt a technológiát több területen fogják alkalmazni és fejleszteni. A jövőben az alumíniumötvözet adalékanyag-gyártását digitális és intelligens technológiákkal kombinálják, hogy hatékonyabb, intelligensebb és környezetbarátabb gyártási módszereket érjenek el. Ugyanakkor a technológia folyamatos fejlődésével és az alkalmazási területek bővülésével az alumíniumötvözet adalékanyag gyártása több meglepetést és előnyt fog hozni az emberiség számára.
