Ποια είναι τα συνήθως χρησιμοποιούμενα μεταλλικά 3D εκτυπωτικά υλικά στη βιομηχανία;

1. Ανοξείδωτο χάλυβα: Η καλύτερη ισορροπία μεταξύ της ανθεκτικής στη σκουριά και της φθηνής
Το ανοξείδωτο χάλυβα είναι το πιο προηγμένο σύστημα υλικών για 3D εκτύπωσης μετάλλων. Το 2024, το 32% όλων των μεταλλικών σκόνης που χρησιμοποιείται στον κόσμο θα είναι σκόνη από ανοξείδωτο χάλυβα 316L. Τα κύρια οφέλη του είναι:
Πολύ καλό να αντισταθούμε στη διάβρωση: ο σχεδιασμός του κράματος, το οποίο έχει τουλάχιστον 10,5% χρωμίου, καθιστά αδύνατο να αντικατασταθεί σε βιομηχανίες όπως τα πετροχημικά και η επεξεργασία τροφίμων. Ένας ορισμένος κατασκευαστής βαλβίδων θαλάσσιων πλατφορμών κάνει μια βαλβίδα από ανοξείδωτο χάλυβα 316L χρησιμοποιώντας τεχνολογία εκτύπωσης 3D. Αυτή η βαλβίδα διαρκεί τρεις φορές περισσότερο από τα τυπικά χυτά στο θαλασσινό νερό που είναι διαβρωτικό.
Υψηλή ανοχή για τη διαδικασία εκτύπωσης: Οι μεγάλες ιδιότητες της πισίνας τήξης καθιστούν πολύ ευέλικτη τις αλλαγές στην ενέργεια του λέιζερ και έχει ποσοστό επιτυχίας άνω του 98%. Μια συγκεκριμένη εταιρεία ανταλλακτικών αυτοκινήτων χρησιμοποιεί μια συνεργατική μηχανή με λέιζερ για να φτιάξει 12 κιλά εξαρτημάτων από ανοξείδωτο χάλυβα ανά ώρα. Αυτό είναι 8 φορές πιο αποτελεσματικό από ένα μηχάνημα ενός λέιζερ.
Η ανάρτηση - λύση επεξεργασίας είναι καλά - αναπτύσσεται. Για παράδειγμα, η θεραπεία της γήρανσης μπορεί να προκαλέσει μαρτενσιτικό μετασχηματισμό, ο οποίος αυξάνει την αντοχή εφελκυσμού του ανοξείδωτου χάλυβα 17-4PH από 900mPa σε 1300MPa. Μια επιχείρηση καλουπιών κάνει τα καλούπια με έγχυση από αυτό το υλικό, το οποίο διαρκεί 40% μεγαλύτερο από τα κανονικά καλούπια χάλυβα H13.
2. Κράμα τιτανίου: ένα σημαντικό υλικό για την αεροδιαστημική και την ιατρική περιοχή
Το κράμα τιτανίου κάνει περίπου το 45% του υψηλού - end metal 3D αγορά εκτύπωσης. Οι τεχνολογικές του εξελίξεις παρατηρούνται ως επί το πλείστον:
Το TC4 (TI-6AL-4V) χρησιμοποιείται σε μεγάλη κλίμακα: μπορείτε να δημιουργήσετε μια σύνθετη δομή κρυστάλλων στηλών και Equiaxed Crystals τροποποιώντας την προσέγγιση σάρωσης με λέιζερ. Όταν συνδυάζεται με καυτή ισοστατική θεραπεία, η διάρκεια ζωής των λεπίδων της αεροπορικής μηχανής μπορεί να είναι 120% μεγαλύτερη από το πρότυπο σφυρηλάτησης. Ένα συγκεκριμένο είδος θάλαμου ώθησης πυραύλων χρησιμοποιεί βελτιστοποίηση τοπολογίας για να κατασκευάσει κανάλια αναγεννητικής ψύξης. Αυτό το καθιστά 35% ελαφρύτερο και 28% φθηνότερο να ξεκινήσει.
Επανάσταση σε καινοτομία βιοϊατρικών υλικών: Επειδή είναι πολύ βιοσυμβατό, η καθαρή σκόνη βαθμού 2 τιτανίου έχει χρησιμοποιηθεί σε εξατομικευμένα ορθοπεδικά εμφυτεύματα. Ένα ιατρικό ίδρυμα έκανε μια κοινή πρόθεση ισχίου χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Electron Beam Melting (EBM). Η πρόθεση έχει ένα πορώδες που ελέγχεται μεταξύ 65% έως 75%, γεγονός που επιταχύνει τον σχηματισμό των κυττάρων των οστών κατά τρεις φορές.
Κάνοντας ένα νέο σύστημα κράματος: Η προσθήκη 0,5% NB σε διαμεταλλικές ενώσεις τους έχει καταστήσει ισχυρότερο σε υψηλές θερμοκρασίες, από 1000 βαθμούς σε 350 MPa. Αυτό τους καθιστά ένα εξαιρετικό υλικό για λεπίδες στροβίλου σε κινητήρες αεροσκαφών. Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία κατευθυνόμενης εναπόθεσης ενέργειας (DED), ένα ερευνητικό ίδρυμα έχει καθορίσει αποτελεσματικά την αιχμηρή ζημιά σε ένα συγκεκριμένο τύπο λεπίδας κινητήρα. Το στρώμα επισκευής και το υπόστρωμα έχουν αντοχή συγκόλλησης 420MPa.
3. Κράμα αλουμινίου: ένα υλικό που ξεκίνησε την ελαφριά επανάσταση
Τρία σημαντικά προβλήματα επιλύονται με τεχνολογία εκτύπωσης από κράμα αλουμινίου:
Τεχνολογία για τον έλεγχο των καυτών ρωγμών: Το κράμα ALSI10MG έχει 6% έως 12% πυρίτιο σε αυτό, γεγονός που την καθιστά αναπτυσσόμενη ευτηκτική δομή. Αυτό μειώνει τον αριθμό των καυτών ρωγμών από 35% σε λιγότερο από 5%. Μια ορισμένη νέα εταιρεία ενεργειακών οχημάτων χρησιμοποιεί αυτό το υλικό για να δημιουργήσει αγκύλες μπαταριών. Σε σύγκριση με την τυπική μήτρα - χύτευσης, αυτές οι αγκύλες είναι 42% ελαφρύτερες και 18% πιο σκληρές.
Δημιουργία ενός συστήματος για να καταστεί η σπάνια γη ισχυρότερη: η προσθήκη 0,4% SC σε Al Mg Sc Zr κράμα καθιστά ισχυρότερη από 500MPa και μικρότερη από 1 μm. Μια συγκεκριμένη εταιρεία αεροδιαστημικής έκανε ένα δορυφορικό βραχίονα από αυτό το υλικό που παραμένει σταθερό σε μέγεθος μεταξύ -196 βαθμών και 200 ​​βαθμών.
Μια σημαντική πρόοδος σε μεγάλη σχηματισμό κλίμακας -: μια συγκεκριμένη εταιρεία έκανε μια καμπίνα εκτύπωσης που είναι 1,5m × 0,8m × 0,6m και χρησιμοποιεί Multi - λέιζερ σύγχρονη τεχνολογία σάρωσης για να εκτυπώσει το σύνολο του πλαισίου του αεροσκάφους A350. Αυτό μειώνει το βάρος κατά 22% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές δομές πριτσίνου και κόβει τον χρόνο παραγωγής από 6 εβδομάδες σε 72 ώρες.
4. Υψηλή - κράματα θερμοκρασίας: Προστατευτικά σκληρά περιβάλλοντα
Το νικέλιο - με βάση το υψηλό - κράματα θερμοκρασίας κάνει περίπου το 80% της αγοράς για τα μέρη του καυτού άκρου των κινητήρων αεροσκαφών. Η τεχνολογική τους εξέλιξη δείχνει δύο κύριες τάσεις:
Τεχνολογία για τον έλεγχο των μικροκύρων: Ήμασταν σε θέση να μειώσουμε τον ρυθμό ρωγμής του κράματος Incoll 718 από 15% σε λιγότερο από 0,5% μεταβάλλοντας την πυκνότητα ενέργειας λέιζερ (80-120J/mm ³) και την απόσταση σάρωσης (0,08-0,12mm). Μια συγκεκριμένη εταιρεία αεριοστροβίλων κάνει δίσκους στροβίλου που χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνολογία. Αυτοί οι δίσκοι μπορούν να διαρκέσουν 1000 ώρες σε 650 βαθμούς και 350 MPa.
Εκτύπωση υλικού κλίσης: Ένα συγκεκριμένο ερευνητικό ίδρυμα ανέπτυξε τεχνολογία λειτουργικού υλικού κλίσης (FGM) που κάνει το τοίχωμα του θαλάμου καύσης να πηγαίνει από μια επίστρωση Nicocraly σε ένα υπόστρωμα IncoNel 625 με ομαλό τρόπο. Αυτό καθιστά το υλικό τρεις φορές πιο ανθεκτικό στην οξείδωση και του δίνει μια διάρκεια ζωής θερμικού κύκλου πάνω από 5000 φορές.