1 Augstas temperatūras izturība un izturība
Aviācijas un kosmosa rūpniecībā materiālu veiktspēja tiek daudz novērtēta pēc stiprības un stingrības augstās temperatūras apstākļos. Metāla 3D drukāšanai augstas temperatūras materiāliem ir jāspēj izturēt pietiekami daudz stiprības un stingrības pat ļoti augstā temperatūrā, kas pārsniedz 1000 grādus C. Papildus pašas vielas augstajam kušanas punktam ir nepieciešama stabila kristāla struktūra un mikrostruktūra. augstā temperatūrā, lai novērstu bojājumus, ko izraisa termiskā deformācija vai termiskais nogurums.
Piemēram, aviācijas un kosmosa nozare ir plaši izmantojusi augstas temperatūras sakausējumus, kuru pamatā ir niķelis, tostarp In625 un In718 to izcilās izturības un stingrības dēļ augstā temperatūrā. Izmantojot metāla 3D drukāšanas tehnoloģiju, no šiem sakausējumiem var izgatavot sastāvdaļas ar sarežģītu ģeometriju, piemēram, dzinēja turbīnu lāpstiņas un sadegšanas kameras, kas darbojas milzīgās temperatūrās un pieprasa materiālus ar lielisku veiktspēju augstā temperatūrā.
2 Izturība pret oksidēšanu un koroziju
Reakcija starp materiāliem un skābekli augstā temperatūrā paātrinās, izraisot oksidāciju un koroziju. Lai tādējādi pagarinātu komponentu kalpošanas laiku, augstas temperatūras materiāliem metāla 3D drukāšanai jābūt ar lielu oksidācijas un korozijas izturību. Materiālam augstā temperatūrā jāizveido stabila oksīda plēve, lai novērstu skābekļa turpmāku koroziju substrāta materiālā un tādējādi uzlabotu antioksidantu darbību. Materiāliem ar izturību pret koroziju jāsaglabā laba veiktspēja prasīgos apstākļos, tostarp augstā temperatūrā, liels spiediens un kodīgi šķidrumi.
Metāla 3D drukas tehnoloģijas izmantošana ļauj aviācijas un kosmosa nozarē bieži izmantotos materiālus, piemēram, titāna sakausējumus un nerūsējošo tēraudu, optimizēt to mikrostruktūrai un uzlabot oksidācijas un korozijas izturību. Piemēram, titāna sakausējuma augstā temperatūra un izturība pret koroziju padara to diezgan izplatītu gaisa kuģu nozarē. Sarežģītākas un sarežģītākas konstrukcijas, ko nodrošina 3D drukas tehnoloģijas, palīdz palielināt komponentu izturību pret koroziju.
3 Termiskās izplešanās koeficients un stabilitāte
Vēl viena prasība augstas temperatūras materiāliem metāla 3D drukāšanai ir laba termiskā stabilitāte; tas ir, materiāla veiktspēja augstā temperatūrā laika gaitā īpaši neatšķirsies. Lai novērstu termiskās novecošanas radīto veiktspējas zudumu, materiālam ir jābūt stabilai kristāliskajai struktūrai un ķīmiskajam sastāvam augstā temperatūrā. Tā kā tas tieši ietekmē komponentu izmēru stabilitāti un montāžas precizitāti augstās temperatūrās, materiāla termiskās izplešanās koeficients ir arī svarīgs jautājums.
Šajā ziņā augstas temperatūras sakausējumi uz niķeļa un dzelzs bāzes ir diezgan veiksmīgi. Augstās temperatūrās tiem ir ne tikai zems termiskās izplešanās koeficients, bet arī liela termiskā stabilitāte, tādējādi garantējot detaļu izmēru stabilitāti un montāžas pareizību šādā vidē. Šīs īpašības padara augstas temperatūras sakausējumus uz dzelzs un niķeļa bāzes par ideālu izvēli metāla 3D drukāšanai augstas temperatūras materiāliem aviācijas un kosmosa nozarē.
4 Pēcapstrādes un materiālu apstrādes vajadzības
Lai gan metāla 3D drukas tehnoloģija piedāvā lielu dizaina brīvību, apstrādes veiktspēja un materiālu pēcapstrādes vajadzības joprojām ir jāņem vērā, apstrādājot augstas temperatūras materiālus. Augsta kušanas temperatūra un slikta plūstamība augstas temperatūras materiāliem prasa augstus standartus iespiedmašīnām un procesa parametriem. Tādējādi metāla 3D drukāšanas augstas temperatūras materiāliem ir nepieciešama izcila pulvera plūstamība, kušanas un sacietēšanas īpašības, kā arī paredzama mikrostruktūras attīstība.
Turklāt ir diezgan būtiskas pēcapstrādes vajadzības pēc augstas temperatūras materiāliem metāla 3D drukāšanā. Ir vajadzīgas piemērotas termiskās apstrādes metodes, lai novērstu atlikušo spriegumu, palielinātu mikrostruktūru un palielinātu veiktspēju, jo augstas temperatūras materiāli ir jutīgi pret termisko deformāciju un plaisāšanu augstās temperatūrās. Detaļām ar sarežģītām ģeometriskām formām projektēšanas kritērijiem atbilst arī virsmas apstrādes un precīzās apstrādes metodes.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-titanium-alloy-parts-in-medical.html