3D -печать , также известная как аддитивное производство, произвела революцию в производственной отрасли, предлагая инновационный способ производства сложных геометрий и слоев запчастей за счет слоя. По мере продвижения технологии металлическая 3D-печать привлекла значительное внимание благодаря своей способности производить высокопрочные, долговечные компоненты в различных отраслях, от аэрокосмической линии до медицинских устройств. В этой статье будут изучены различные материалы, используемые в металлической 3D-печати , объясняющих их характеристики, преимущества и случаи наилучшего использования.

Введение в металлическую 3D -печать

Металлическая 3D -печать - это зонтик, который включает в себя несколько процессов производства аддитивного производства, специально для создания металлических деталей. Эти процессы обычно характеризуются строительными частями слоем по слоям, используя металлические порошки, филаменты или провода, которые сливаются вместе с помощью передовых методов, таких как селективное лазерное плавление (SLM) или прямое металлическое лазерное спекание (DMLS) . Эти методы позволяют производителям создавать детали со сложной геометрией, которые были бы трудно или невозможно создать с помощью традиционных методов производства.

В металлической 3D-печати материалы чаще всего обрабатываются посредством спекания, сварки или плавления, с технологией слияния порошкового слоя является часто используемым методом. Эта статья будет посвящена четырем наиболее широко используемым материалам в металлической 3D -печати - стали из стали, инструментальных стали, титана и Inconel® 625 - и изучить их применение, преимущества и процессы, связанные с печати с этими материалами.

1. нержавеющая сталь

Обзор

Нержавеющая сталь является одним из самых популярных материалов, используемых в металлической 3D -печати из -за ее превосходной коррозионной стойкости, высокой прочности и гладкой отделки. Этот материал обычно используется в аэрокосмической, автомобильной, военной технике и медицинском применении. Части, напечатанные из нержавеющей стали, могут демонстрировать превосходную прочность по сравнению с частями, изготовленными с использованием традиционных методов производства, что делает его идеальным выбором для требовательных применений.

Типы нержавеющей стали в 3D -печати

Нержавеющая сталь, используемая в 3D -печати, поставляется в нескольких классах и сплавах. Наиболее часто используемый сплав из нержавеющей стали в металлической 3D -печати известен 316Lсвоей пластичностью и превосходной коррозионной стойкостью. Он содержит 66-70% железа, а также 16-18% хром, 11-14% никеля и 2-3% молибдена с низким содержанием углерода. Этот сплав особенно устойчив к окислению и коррозии, что делает его главным выбором для деталей, подвергшихся воздействию суровых сред.

Другие сплавы из нержавеющей стали, используемые в металлической 3D -печати, включают:

• 304L: Известно своей хорошей коррозионной стойкостью и сварной средой, подходящей для применений общего назначения.

• 17-4 PH : нержавеющая сталь из нержавеющей стали с высокой прочностью и коррозионной стойкостью.

• 15-5 PH : еще одна сталь-осадка с аналогичными свойствами до 17-4 рН, но с улучшенной прочности.

Преимущества нержавеющей стали в 3D -печати

• Прочность и долговечность : нержавеющая сталь обеспечивает высокую механическую прочность, что делает ее идеальным для деталей, подвергающихся воздействию напряжения.

• Коррозионная устойчивость : содержание хрома обеспечивает превосходную устойчивость к коррозии, особенно в кислых или физиологических средах.

• Эстетическая привлекательность : детали из нержавеющей стали, напечатанные с использованием металлических методов 3D -печати, могут достичь гладкой отделки, что делает их визуально привлекательными.

Приложения

Нержавеющая сталь используется в различных отраслях промышленности, в том числе аэрокосмическая промышленность для турбинных деталей, автомобиль для компонентов выхлопных газов и медицинские для имплантатов и хирургических инструментов. Способность материала справляться с высокими температурами и сопротивляться коррозии неоценима в этих приложениях.

2. Инструментальные стали

Обзор

Инструментальные стали -это группа сплавов на основе железа, характеризующиеся их высоким содержанием углерода, и наличием легирующих элементов, таких как вольфрамовый, хром, ванадий и молибден. Эти стали известны своей твердостью, износостойкостью и способностью сохранять прочность при повышенных температурах. Таким образом, инструментальные стали часто используются при производстве инструментов и форм, которые требуют долговечности и точности.

Типы инструментальных сталей в 3D -печати

Несколько типов инструментальных сталей используются в металлической 3D -печати , в том числе:

• D2 Tool Steel : высокоуглеродная сталь с высоким хромием, известная своей твердостью и износостойкой стойкостью, идеально подходит для режущих инструментов и форм.

• M2 Tool Steel : высокоскоростная сталь, используемая в режущих инструментах и ​​буровом оборудовании.

• H13 Tool Steel : сталь для инструментов с горячей работой, которая поддерживает его твердость и прочность даже при повышенных температурах, обычно используемой в форм, на которые прижимается.

• 1.2709: Высокопрочная, низкопластная сталь, обычно используемая для подпредьем и инструментов.

Преимущества инструментальных сталей в 3D -печати

• Высокая твердость : инструментальные стали обеспечивают исключительную твердость и устойчивость к износу, что делает их идеальными для деталей, которые подвергаются значительному трению или механическому напряжению.

• Тепловая стабильность : эти стали поддерживают свою силу при высоких температурах, что имеет решающее значение для компонентов, используемых в применении горячих работ.

• Точность и долговечность : инструментальные стали идеально подходят для изготовления форм, режущих инструментов и других высокоостренных деталей, которые требуют долговечности и сопротивления износу.

Приложения

Инструментальные стали важны в таких отраслях, как автомобильная, аэрокосмическая и производство. Они используются для создания режущих инструментов, плесени, штампов и других компонентов инструментов, которые необходимо выдерживать высокие температуры и износ с течением времени.

3. Титан

Обзор

Титан является еще одним широко используемым материалом в металлической 3D -печати , известный своей силой, низким весом и превосходной коррозионной стойкостью. Он широко используется в аэрокосмической и медицинской промышленности благодаря своей способности выдерживать высокие механические нагрузки, оставаясь легким. Кроме того, титановые сплавы обеспечивают превосходную коррозионную стойкость по сравнению с нержавеющей сталью, что делает их идеальными для применений в суровых условиях.

Типы титана в 3D -печати

Наиболее распространенные титановые сплавы, используемые в металлической 3D -печати, включают:

• TI-6AL-4V : наиболее широко используемый титановый сплав в металлической 3D-печати , известный своей высокой прочностью, низким весом и хорошей коррозионной стойкостью.

• CP-TI (коммерчески чистый титан): степень титана с превосходной коррозионной устойчивостью, но меньшей прочностью по сравнению с сплавами.

• Beta 21S : титановый сплав с высокой прочностью и устойчивостью к усталости, часто используемой в аэрокосмических приложениях.

• TA15 : титановый сплав с исключительной силой усталости, обычно используемым в аэрокосмической и медицинской приложениях.

Преимущества титана в 3D -печати

• Легкий вес : титан значительно легче, чем большинство металлов, что делает его идеальным для применений, где снижение веса имеет решающее значение.

• Высокое соотношение прочности к весу : титановые сплавы обеспечивают превосходную силу, сохраняя при этом низкий вес, что является критической характеристикой в ​​аэрокосмической и медицинской областях.

• Коррозионная устойчивость : титан обеспечивает превосходную устойчивость к коррозии, особенно в суровых условиях, таких как морская вода или кислотная среда.

Приложения

Титан используется в аэрокосмической промышленности для компонентов самолетов, в медицине для имплантатов и протезирования, а также в автомобилях для деталей производительности. Его высокая прочность и легкая природа делают его универсальным материалом для отраслей, которые требуют производительности и надежности.

4. Inconel® 625

Обзор

Inconel® 625 -это суперплавление на основе никеля, известный своей исключительной силой и сопротивлением окислению и коррозии. Он может поддерживать свою силу и свойства даже при высоких температурах, что делает его идеальным для экстремальных сред, таких как морская, энергетическая и химическая промышленность. Inconel® 625 очень устойчив к окислению, что делает его подходящим для деталей, которые будут подвергаться воздействию суровых химических веществ, высоких температур и коррозии.

Преимущества Inconel® 625 в 3D -печати

• Высокая прочность : Inconel® 625 сохраняет свою силу даже при температуре до 1000 ° C (1832 ° F), что делает его идеальным для высокопроизводительных применений.

• Коррозионная устойчивость : его устойчивость к окислению и коррозии делает его идеальным для морской, химической и энергетической промышленности.

• Температурная стойкость : он может работать при высоких температурах, не теряя свои механические свойства, что делает его подходящим для двигателей, турбин и других компонентов с высоким уровнем течения.

Приложения

Inconel® 625 используется в аэрокосмической промышленности для лопастей турбин, в морских приложениях для винтов и теплообменникам, а также в энергетическом секторе для деталей, которые работают в высокотемпературных средах.

Лист нержавеющей стали

Инструментальный стали лист

Титановый лист

625 лист

Как работает металлическая 3D -печать

Металлическая 3D-печать, как правило, включает в себя использование металлических порошков, которые объединены вместе слоем слоем, используя мощные лазеры или электронные балки. Процесс начинается с распространения первого слоя порошка на платформу сборки. Лазер или электронный луч затем избирательно плавит или спет порошок, образуя один слой детали. После завершения каждого слоя платформа сборки снижается, а над предыдущим распределен новый слой порошка. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся часть не будет сформирована.

В различных методах 3D-печати используются разные материалы, включая порошок, проволоку и нити, но методы на основе порошковой основы, такие как селективное лазерное плавление (SLM) и прямое металлическое лазерное спекание (DML) , являются наиболее распространенными для металлической 3D-печати . Эти методы позволяют создавать детали со сложной геометрией, которые трудно изготовить с использованием традиционных методов.

Как выбрать лучший материал для металлической 3D -печати

Выбор наилучшего материала для металлического проекта 3D -печати требует оценки свойств материала и того, как они соответствуют требованиям к производительности детали. Факторы, которые следует учитывать, включают:

1. Механические свойства : предлагает ли материал необходимую прочность, твердость и устойчивость к износу для применения?

2. Коррозионная устойчивость : подвергается воздействию материала в суровых условиях, требующих устойчивости к окислению и коррозии?

3. Температурная стойкость : необходимо ли эта часть выдерживать высокие температуры без разложения или теряния своих свойств?

4. Стоимость : стоимость материала и процесс 3D -печати могут различаться, поэтому важно выбрать материал, который вписывается в бюджет проекта.

Оценивая эти факторы и сравнивая их со спецификациями доступных материалов, производители могут выбрать лучший материал для своих конкретных потребностей в 3D -печати .

Заключение

Металлическая 3D-печать позволила производителям производить высокопроизводительные детали со сложной геометрией, а выбор правильного материала имеет решающее значение для успеха проекта. Стали инструментов , из нержавеющей стали , титана и Inconel® 625 - это лишь некоторые из материалов, обычно используемых в металлической 3D -печати . Каждый материал предлагает четкие преимущества в зависимости от конкретного применения, от аэрокосмической до медицинской и автомобильной промышленности. Понимание свойств этих материалов и того, как они соответствуют требованиям проекта, является ключом к тому, чтобы сделать правильный выбор материалов для 3D -печати.