Kā izvēlēties pareizo metālu savam 3D drukāšanas projektam

Inženieris nesen veica savu pirmo metāla 3D drukas pasūtījumu un materiālu laukā vienkārši ierakstīja "nerūsējošais tērauds". Detaļas tika piegādātas ar 30% lieko svaru un neizdevās montāžas validācija. Viņiem vajadzēja izmantot alumīniju.

Cits klients medicīnas ierīces prototipam izvēlējās lētāko alumīnija sakausējumu. Paraugi tika noraidīti, jo tiem nebija nepieciešamo bioloģiskās saderības sertifikātu.

Piedevu ražošanas pasaulē nepareiza materiāla izvēle ne tikai palielina jūsu rēķinu{0}}, bet arī maksā vairākas nedēļas ilgu sagatavošanās laiku un projekta uzticamību. Panākumi nav saistīti ar "stiprākā" metāla atrašanu; runa ir par materiāla īpašību saskaņošanu ar detaļas vidi.

Kāpēc materiālu izvēle ir jūsu augstākais{0}}IA lēmums

Lielākā daļa materiālu kļūdu rodas no "mantotās dizaina domāšanas"-metāla izvēles, jo tas bija piemērots CNC apstrādei. Tomēr 3D drukāšanā materiāla izvēle nosaka visu ražošanas ekosistēmu: drukāšanas procesu, nepieciešamās atbalsta struktūras un pēcapstrādes intensitāti.

Nozares dati liecina, ka gandrīz 35% no metāla AM pārstrādes notiek materiālu neatbilstības dēļ. Kad jūs iesaistāties aTitāna metāla 3D drukas pakalpojums, piemēram, jūs nepērkat tikai metālu; jūs apņematies ievērot īpašu termiskās pārvaldības un spriedzes{0}}noņemšanas ciklu, kas var dubultot izmaksas, ja materiāls nav absolūti nepieciešams.

Četri jautājumi, kas katram inženierim būtu jāuzdod:

Galvenā funkcija: vai tai ir nepieciešama augsta stiepes izturība, vai arī siltumvadītspēja ir prioritāte?

Darbības vide: vai tas saskarsies ar kodīgām ķīmiskām vielām, ārkārtēju vibrāciju vai temperatūru virs 500 grādiem?

Normatīvās prasības: vai tai ir nepieciešama FDA{0}}saderīga bioloģiskā saderība vai kosmosa{1}}pakāpju izsekojamība?

"Slēptais" budžets: vai esat ņēmis vērā pēc{0}}apstrādi (HIP, CNC apdari vai anodēšanu)?

Materiāla izvēles lēmumu matrica

Lai palīdzētu jums līdzsvarot veiktspēju un izmaksas, izmantojiet šo matricu kā sākumpunktu.

1. Nerūsējošais tērauds: daudzpusīgais darba zirgs

Nerūsējošais tērauds (316L un 17-4PH) veido aptuveni 35% no visa metāla pulvera patēriņa. Tas ir "noklusējums" kāda iemesla dēļ: tas ir paredzams un rentabls.

316L (jūras/medicīnas izvēle): lieliska izturība pret koroziju un augsta elastība. Ideāli piemērots pārtikas pārstrādei un ķirurģiskiem instrumentiem.

17-4PH (stipruma izvēle): var termiski apstrādāt līdz ievērojami lielākai cietībai.

Izmaksu padoms: izmantojiet 316 L kā savu "1x" izmaksu bāzes līniju. Ja jūsu daļai nav nepieciešami īpaši svara ietaupījumi vai 600 grādu karstumizturība, šī ir jūsu budžetam -draudzīgākā iespēja.

2. Alumīnijs: vieglais ātrgaitas auto

Kad projektu vadītāji izskata3D metāla druka alumīnijs, viņi parasti dzenas pēc divām lietām: svara samazināšanas un siltuma izkliedēšanas.

AlSi10Mg: nozares standarts. Tas ir par 66% vieglāks nekā tērauds un piedāvā lieliskas siltuma īpašības siltuma izlietnēm un dronu sastāvdaļām.

Slēptais ierobežojums: alumīnijam ir salīdzinoši zema darba temperatūra (zem 250 grādiem). Tam ir nepieciešams arī rūpīgs atbalsta dizains, jo drukāšanas laikā ir liela termiskā izplešanās.

Pēc-apstrādes piezīme. Atšķirībā no titāna, alumīniju ir viegli apstrādāt ar CNC, un to var anodēt, lai nodrošinātu nodilumizturību.

3. Titāns: augstākās kvalitātes izvēle

Profesionāla titāna metāla 3D drukāšanas pakalpojuma piesaistīšana bieži vien ir vienīgais ceļš uz kosmosa un medicīnas implantu projektiem.

Ti-6Al-4V (5. klase): piedāvā labāko pieejamo stiprības un svara attiecību.

23. pakāpe (ELI): īpaši zema intersticiāla versija, kas īpaši paredzēta medicīniskiem implantiem, kur izturība pret nogurumu ir dzīvībai svarīga{1}}.

Budžeta realitāte: titāna izmaksas parasti ir 3–5 reizes lielākas par nerūsējošā tērauda izmaksām. Izmaksas nav tikai pulverī; tas ir vakuuma-kameras drukāšanas vidē un obligātajos sprieguma-atslodzes vakuuma krāsns ciklos.

4. Varš: vadītspējas speciālists

Vēsturiski3D druka varšbija grūti metāla atstarošanās spējas dēļ. Mūsdienās ar progresīvām lāzertehnoloģijām un CuCr1Zr sakausējumiem tas ir augstas veiktspējas

Profesionāla padoms: tīrs varš ir visvairāk vadošais, bet visgrūtāk izdrukājams. CuCr1Zr piedāvā 90% "vadītspējas-līdz -spēcības" saldumu, kas ir daudz uzticamāks rūpnieciskai lietošanai.

Tehniskā salīdzinājuma dati

Bieži sastopamās materiālu kļūmes{0}}un kā no tām izvairīties

1. Kļūda "CNC Copy{1}}Paste".

Neizvēlieties 6061 alumīniju tikai tāpēc, ka jūsu CNC daļa to izmantoja. 3D drukāšanā AlSi10Mg ir standarts. Pārejot uz ne-standarta sakausējumiem "pazīstamības labad", bieži vien izmaksas palielinās par 400% specializētas pulvera iegūšanas dēļ.

2. Neskats uz "Atbalsta nodokli"

Cietiem materiāliem, piemēram, Inconel vai Titanium, ir nepieciešamas masīvas atbalsta struktūras, lai novērstu deformāciju. Šo balstu manuāla noņemšana palielina ievērojamas darbaspēka izmaksas. Ja dizains ir sarežģīts, "piedodošāks" materiāls, piemēram, 316L, galu galā varētu būt lētāks.

3. Virsmas cietības ignorēšana

Alumīnijs ir viegls, bet mīksts. Lietojot-intensīvu nodilumu, jāņem vērā cietās-anodēšanas izmaksas vai jāpāriet uz instrumentu tēraudu vai CoCr sakausējumu.

Sazinieties tagad

Nav "ideāla" metāla-tikai īstais metāls jūsu konkrētajam-izmaiņai starp svaru, izturību un maku. Savlaicīgi nosakot vides ierobežojumus un pēcapstrādes-vajadzības, varat izvairīties no "30% liekā svara" vai "bioloģiskās saderības kļūmes", kas izjauc projektus.

Vai esat gatavs optimizēt savu nākamo būvējumu? Neatkarīgi no tā, vai jums ir nepieciešams specializēts titāna metāla 3D drukāšanas pakalpojums kosmosa vajadzībām vai augstas -vadītspējas 3D drukāšanas vara elektronikai, mūsu inženieru komanda var nodrošināt blakus izmaksu un veiktspējas salīdzinājumu.