Kāda ir atšķirība starp pulvera metalurģijas materiāliem un 3D drukas materiāliem?

1, procesa princips: Galvenā atšķirība starp domāšanu, kas papildina un domā, kas atņem
Pulverveida metalurģija: pulvera metalurģija ir veids, kā izgatavot metāla pulverus vai izmantot metāla pulverus (vai metāla un - metāla pulveru maisījumus) kā izejvielas. Tas ietver pulveru veidošanu un saķepināšanu, lai izgatavotu metāla materiālus, kompozītmateriālus un plašu produktu klāstu. Galvenā tā sastāvdaļa ir materiālu veidošana trīs posmos: apvienot pulverus, nospiest tos un saķert tos. Pulvera metalurģijas tehnoloģija padara niķeļa - balstītu augstu - temperatūras sakausējuma pulveri, to atomizējot. Piemēram, tas padara turbīnu diskus gaisa kuģu motoriem. Tas ir auksts izostatisks nospiests, pēc tam saķepināts un blīvēts vakuumā 1200 grādos un visbeidzot karsts izostatisks nospiests, lai atbrīvotos no jebkādiem iekšējiem trūkumiem. Pulveris PRE - Sajaukšana atrisina komponentu segregācijas problēmu tradicionālajā liešanā, padarot sakausējuma elementu sadalījumu vairāk nekā par 90% vienmērīgāku.
3D drukāšana: 3D drukāšana izmanto piedevu ražošanas metodi, kas veido lietas slāni pa slāni. Piemēram, lāzera selektīvās kausēšanas (SLM) tehnoloģija darbojas šādi: pirmkārt, 3D modelis tiek sagriezts; Pēc tam uz pulvera veltņa tiek novietots 0,05 mm biezs metāla pulvera slānis; Pēc tam augsts - enerģijas lāzera stars selektīvi izkausē pulveri pa iestatīto ceļu; Un visbeidzot, daļu veido slānis ar slāni. Šī tehnoloģija saskaras ar standarta apstrādes problēmām, kas apgrūtina nokļūšanu instrumentos. Tas var arī radīt sarežģītas pazīmes, piemēram, režģa struktūras un konformālus dzesēšanas kanālus, ko tradicionālās metodes nespēj. Noteikts uzņēmums, kas ražo aviācijas motorus, izmanto SLM tehnoloģiju, lai veidotu benzīna sprauslas. Tas apvieno 20 atsevišķus elementus vienā, padarot sprauslu par 40% vieglāku un 15% efektīvāku degvielu.
2, materiālu īpašības: spēle starp viendabīguma kontroli un gradientu projektēšanu
Kādi ir pulvera metalurģijas materiāli:
Kompozīcijas vienveidība: pulvera metalurģija izmanto mehānisku leģēšanas vai gāzes atomizācijas pulvera ražošanas tehnoloģijas, lai vienmērīgi izplatītu sakausējuma elementus mikroscalā. Piemēram, FGH96 pulvera metalurģijas augstā - temperatūras sakausējumā 'fāzes stiprināšanas daļiņu lielums tiek saglabāts zem 50 nm, un sadalījuma blīvuma dispersija ir mazāka par 5%. Šī viendabīgums ļauj tai saglabāt pastāvīgu 1200MPA stiprumu pat tad, ja temperatūra ir augsta, 650 grādos.
Porainības kontrolējamība: mainot saķepināšanas temperatūru un presēšanas spiedienu, pulvera metalurģijas materiāli var precīzi kontrolēt porainības līmeni no 5% līdz 15%. Konkrēts automašīnu bremžu ražotājs izgatavoja vara - balstītu pulvera metalurģijas berzes plāksni ar 30% porainības dizainu. Tas padara eļļas eļļas uzglabāšanu trīs reizes vairāk un berzes koeficienta stabilitāti par 40% labāk.
Materiālu kompozītu elastība: pulvera metalurģija var izgatavot dažādu materiālu kompozītus, piemēram, metāla keramikas un metāla oglekļa šķiedru. Piemēram, AL2O3 ar dispersiju pastiprināts vara sakausējums pievieno 2% nano - izmēra AL2O3 daļiņas vara matricai, izmantojot iekšējo oksidācijas procesu. Tas uztur vadītspēju 85% IAC un paaugstina mīkstinošo temperatūru no 300 grādiem līdz 900 grādiem.
Dažas lietas par 3D drukas materiāliem ir:
Ātras sacietēšanas struktūra: 3D drukāšanas procesa laikā materiāls atdziest ar ātrumu 106–108 grāds /s, kas padara to veido ultrafinālus graudus vai pat amorfas formas. Pētniecības institūts, kas padarīja 316L nerūsējošo tēraudu, izmantojot SLM tehnoloģiju, mainīja graudu lielumu no 100 μm tipiskos kalnos uz mazāk nekā 1 μm. Tas lika stiepes izturībai palielināties par 30%, bet pagarinājums samazinās par 15%.
Gradienta funkcijas projektēšana: 3D drukāšana var mainīt materiālu sastāvu un īpašības gradienta veidā, mainot parametrus, piemēram, lāzera jaudu un skenēšanas ātrumu. Biomedicīnas uzņēmums ražoja Ti6al4V HA gradienta implantu, kas modulē hidroksiapatīta daudzumu no 60% līdz 0% no virsmas līdz kodolam. Tas paātrina kaula integrāciju divas reizes.
Atlikušā sprieguma kontrole: 3D drukāšanas laikā uzkrājas termiskais spriegums, kas var viegli izraisīt detaļu šķēru. Noteikts uzņēmums, kas ražo gaisa kuģu motora asmeņus, izmanto substrātu, kas iepriekš uzkarsē līdz 200 grādiem, un stresa izdalīšanās termiskās apstrādes procedūru, lai TC4 titāna sakausējuma asmeņi neļautu deformēties no 3 mm līdz 0,5 mm robežās.
3, situācija piemērošanai: atšķirība starp lietu veidošanu partijās un lietu izgatavošanu
Pulvera metalurģijas priekšrocības:
Standartizēta ražošana plašā mērogā: pulvera metalurģijas veidnes ir labākā izvēle automašīnu detaļu izgatavošanai, jo tās dalās ar izmaksām. Pulverveida metalurģijas tehnika padara vairāk nekā 200 miljonus sadales vārpstas laika pārnesumu gadā visā pasaulē. Tas samazina katra gabala izmaksas par 40%, salīdzinot ar kalšanas tehnoloģiju.
Detaļas, kas ir ļoti precīzas un izturīgas pret nodilumu: pulvera metalurģijas saķepināšanas apdares procedūra var sasniegt IT7 līmeņa izmēru precizitāti. Īpašs pārnesumkārbas izgatavotājs izgatavoja vara - balstītu pulvera metalurģijas sinhrono pārnesumu gredzenu, kura stabils berzes koeficients ir 0,12-0,15 pēc apstrādes ar sulfurizāciju. To var izmantot 800 000 reizes.
Funkcionālie materiāli: pulvera metalurģija ir vienīgais veids, kā izgatavot funkcionālās daļas, piemēram, magnētiskus un porainus materiālus. Kodolenerģijas uzņēmums ražoja Zr Sn NB sakausējuma porainu filtra plāksni, kurai ir 30% porainības dizains, kas ļauj tai noķert daļiņas tikpat mazas kā 0,5 μm. Tas tiek izmantots kodolreaktora dzesēšanas šķidruma attīrīšanas sistēmā.
Liels solis uz priekšu 3D drukāšanā:
Viegla topoloģiskā struktūra: 3D drukāšana liek strukturālai optimizācijai pāriet no idejas uz kaut ko, kas patiešām notiek. Izmantojot topoloģijas optimizāciju un 3D drukāšanu, satelīta veidotājs ražoja alumīnija sakausējuma kronšteinu, kas ir par 65% vieglāks nekā vecais dizains (2,3 kg) un atbilst stingrības kritērijiem.
3D drukāšana var radīt konformālus dzesēšanas kanālus, ko nevar standarta urbšanas metodes. Tas notiek tāpēc, ka interjera kanālu dizains ir ļoti sarežģīts. Īpaša pelējuma firma izgatavoja iesmidzināšanas veidni, kurā ir iebūvēts spirāles dzesēšanas ūdens kanāls, izmantojot 3D drukāšanu. Tas samazina dzesēšanas laiku no 45 sekundēm līdz 28 sekundēm un palielina ražošanas efektivitāti par 38%.
3D drukāšana padara iespējamu ražot medicīniskos implantus, kas tiek izgatavoti tikai katram pacientam. Vienā ortopēdiskā iekārta izmanto elektronu staru kūstēšanas (EBM) tehnoloģiju, lai izgatavotu acetabulāras krūzes. Pēc tam viņi izmanto CT datus, lai atjaunotu pacienta iegurņa modeli, lai tas lieliski derētu ar kaulu gultni. Atlaišanas ātrums trīs gadus pēc operācijas ir mazāks par 0,5%.