Kādi ir parasti izmantotie metāla 3D drukas materiāli rūpniecībā?

1. nerūsējošais tērauds: labākais līdzsvars starp izturību pret rūsu un lētu
Nerūsējošais tērauds ir vismodernākā materiālu sistēma 3D drukāšanai metāliem. 2024. gadā 32% no visiem pasaulē izmantotā metāla pulvera būs 316L nerūsējošā tērauda pulveris. Tās galvenie ieguvumi ir:
Ļoti labi izturoties pret koroziju: sakausējuma dizains, kurā ir vismaz 10,5% hroma, padara neiespējamu aizstāt tādās nozarēs kā naftas ķīmijas un pārtikas pārstrāde. Noteikts jūras platformas vārsta ražotājs izgatavo 316L nerūsējošā tērauda vārstu, izmantojot 3D drukas tehnoloģiju. Šis vārsts ilgst trīs reizes ilgāk nekā standarta lējumi jūras ūdenī, kas ir kodīgi.
Augsta tolerance pret drukāšanas procesu: lielās kausēšanas baseina īpašības padara to ļoti elastīgu lāzera enerģijas izmaiņām, un tā veiksmes līmenis pārsniedz 98%. Īpaša automobiļu detaļu uzņēmums izmanto 12 - lāzera sadarbības mašīnu, lai stundā pagatavotu 12 kg nerūsējošā tērauda detaļas. Tas ir 8 reizes efektīvāks nekā viena lāzera mašīna.
Post - apstrādes risinājums ir labi izstrādāts -. Piemēram, novecošanās ārstēšana var izraisīt martensīta transformāciju, kas palielina 17-4ph nerūsējošā tērauda stiepes izturību no 900MPa līdz 1300MPA. Viena pelējuma firma izgatavo iesmidzināšanas veidnes no šī materiāla, kas ilgst 40% ilgāk nekā parastās H13 tērauda veidnes.
2. Titāna sakausējums: svarīgs materiāls aviācijas un medicīnas zonām
Titāna sakausējums veido apmēram 45% no augstā - gala metāla 3D drukas tirgus. Tās tehnoloģiskie sasniegumi lielākoties ir redzami:
TC4 (Ti-6Al-4V) tiek izmantots plašā mērogā: jūs varat izveidot kolonnu kristālu un vienādām kristālu saliktu struktūru, modificējot lāzera skenēšanas pieeju. Apvienojumā ar karstu izostatisku presējošu ārstēšanu, aviācijas motora asmeņu noguruma kalpošanas laiks var būt par 120% ilgāks nekā kalšanas standarts. Noteiktā raķešu vilces kamerā tiek izmantota topoloģijas optimizācija, lai izveidotu reģeneratīvu dzesēšanas kanālus. Tas padara to par 35% vieglāku un 28% lētāku palaišanu.
Izrāviens biomedicīnas materiālu jauninājumos: Tā kā tas ir ļoti bioloģiski saderīgs, individualizētos ortopēdiskos implantos ir izmantots tīrs titāna 2. pakāpes pulveris. Medicīniskā institūcija izveidoja gūžas locītavas protēzi, izmantojot elektronu staru kūšēšanas (EBM) tehnoloģiju. Protēzei ir porainība, kas kontrolēta no 65% līdz 75%, kas trīs reizes paātrina kaulu šūnu veidošanos.
Jaunas sakausējuma sistēmas izveidošana: 0,5% NB pievienošana tial starpmetāliskajiem savienojumiem ir padarījusi tos stiprākus augstā temperatūrā, sākot no 1000 grādiem līdz 350 MPa. Tas padara tos par lielisku materiālu turbīnu asmeņiem gaisa kuģu motoros. Izmantojot virzītu enerģijas nogulsnēšanos (DED) tehnoloģiju, pētniecības iestāde ir efektīvi noteikta noteikta veida motora asmenī. Remonta slānim un substrāta savienojuma stiprumu 420MPA.
3. Alumīnija sakausējums: materiāls, kas sāka vieglo revolūciju
Trīs nozīmīgas problēmas atrisina ar alumīnija sakausējuma 3D drukas tehnoloģiju:
Karsto plaisu kontroles tehnoloģija: ALSI10mg sakausējumā ir no 6% līdz 12% silīcija, kas padara to attīstītu eutektisku struktūru. Tas samazina karsto plaisu skaitu no 35% līdz mazāk nekā 5%. Noteikts jauns enerģijas transportlīdzekļu uzņēmums izmanto šo materiālu, lai izgatavotu akumulatora komplektu kronšteinus. Salīdzinot ar standarta die - liešanas detaļām, šīs iekavas ir par 42% vieglākas un 18% stingrākas.
Izveidojot sistēmu, lai retu zeme būtu stiprāka: 0,4% SC pievienošana Al Mg SC Zr sakausējumam padara to stiprāku par 500MPa un mazāku par 1 μm. Noteikts kosmiskās aviācijas uzņēmums no šī materiāla izgatavoja satelīta kronšteinu, kas ir stabils lielumā no -196 līdz 200 grādiem.
Liels progress lielā - mēroga veidošanā: noteikts uzņēmums izgatavoja drukas kabīni, kas ir 1,5 m × 0,8 m × 0,6 m un izmanto vairāku - lāzera sinhronu skenēšanas tehnoloģiju, lai izdrukātu visu A350 gaisa kuģa loga rāmi. Tas samazina svaru par 22%, salīdzinot ar tradicionālajām kniedēšanas struktūrām un samazina ražošanas laiku no 6 nedēļām līdz 72 stundām.
4. Augsts - temperatūras sakausējumi: skarbas vides aizsargi
Niķeļa - balstīts augsts - temperatūras sakausējumi veido aptuveni 80% no gaisa kuģu motoru karstā gala daļām. Viņu tehnoloģiskā evolūcija parāda divas galvenās tendences:
Mikropliktu kontroles tehnoloģija: Mēs varējām samazināt plaisas ātrumu Inconel 718 sakausējumā no 15% līdz mazāk nekā 0,5%, mainot lāzera enerģijas blīvumu (80–120J/mm ³) un skenēšanas atstarpi (0,08–0,12 mm). Noteikts gāzes turbīnu uzņēmums veido turbīnu diskus, izmantojot šo tehnoloģiju. Šie diski var ilgt 1000 stundas ar 650 grādiem un 350 MPa.
Gradienta materiālu drukāšana: noteikta pētniecības iestāde izstrādāja funkcionālā gradienta materiāla (FGM) tehnoloģiju, kas padara sadegšanas kameras sienu no Nicocraly pārklājuma uz Inconel 625 substrātu vienmērīgi. Tas padara materiālu trīs reizes izturīgāku pret oksidāciju un piešķir tam termiskā cikla kalpošanas laiku vairāk nekā 5000 reizes.