Klasifikace 3D tištěných kovových prášků podle materiálu

Svět 3D tisku v posledních letech zažívá obrovský rozmach a mění způsob navrhování a výroby všeho možného od hraček až po protézy. Přemýšleli jste ale někdy nad tím, co je tou kouzelnou ingrediencí, která nám umožňuje vytvářet složité kovové předměty vrstvu po vrstvě? Odpověď se skrývá v samotném jádru procesu: 3D tištěné kovové prášky.

Tato jemná kovová zrnka jsou neopěvovanými hrdiny aditivní výroby kovů. Představte si obrovský pytel naplněný miliony drobných třpytivých částeček, z nichž každá má potenciál být přeměněna na složité ozubené kolo, lehkou leteckou součástku nebo dokonce lékařský implantát zachraňující život. Jelikož je však k dispozici tolik různých typů kovových prášků, může se výběr toho správného pro váš projekt podobat orientaci v kovovém labyrintu.

Tento komplexní průvodce vás vybaví znalostmi, které vám pomohou s jistotou vybrat dokonalý kovový prášek pro 3D tisk podle vašich potřeb. Pronikneme do různých klasifikací těchto prášků, prozkoumáme jejich vlastnosti a odhalíme konkrétní aplikace, kde každý z nich zazáří. Připoutejte se a připravte se na objevování fascinujícího světa kovové alchymie v digitálním věku!

Společné 3D tištěný kovový prášek Typy

Stejně jako pekař nepoužívá stejnou mouku pro jemný koláč a vydatný bochník chleba, závisí výběr kovového prášku při 3D tisku na požadovaném výsledku. Zde je přehled některých nejčastěji používaných kategorií kovových prášků spolu s jejich klíčovými vlastnostmi:

Tato tabulka poskytuje výchozí bod, ale v každé kategorii se nachází bohatá škála specifických modelů kovových prášků. Pojďme se ponořit hlouběji a prozkoumat některé populární příklady:

1. Nerezová ocel 17-4 PH: Tento univerzální prášek nabízí dobrou rovnováhu mezi pevností, odolností proti korozi a svařitelností. Je oblíbenou volbou pro aplikace od leteckých součástí až po lékařské přístroje.

2. Nerezová ocel 316L: Prášek 316L je proslulý svou výjimečnou odolností proti korozi, zejména v prostředí slané vody, a je proto ideální pro výrobu lodních komponentů, zařízení pro chemické zpracování a dokonce i architektonických prvků.

3. Nástrojová ocel H13: Tento prášek z vysoce legované oceli se vyznačuje působivou odolností proti opotřebení a tvrdostí za tepla, což z něj činí vhodnou volbu pro výrobu forem a zápustek používaných při tváření kovů a vstřikování plastů.

4. Nástrojová ocel A2: Prášek z nástrojové oceli A2, který nabízí rovnováhu mezi odolností proti opotřebení a houževnatostí, je cenově výhodnou volbou pro méně náročné nástrojové aplikace, jako jsou razníky a zápustky pro tváření za studena.

5. Ti64 (třída 23) Tato prášková slitina titanu je základním materiálem v leteckém průmyslu. Díky vysokému poměru pevnosti a hmotnosti a vynikající odolnosti proti únavě je ideální pro lehké a vysoce výkonné součásti.

6. Hliník 6061: Tato široce používaná prášková hliníková slitina nabízí dobrou rovnováhu mezi pevností, hmotností a obrobitelností. Je oblíbenou volbou pro výrobu prototypů, automobilových dílů a univerzálních aplikací.

7. Inconel 625: Prášek Inconel 625 je proslulý svou výjimečnou odolností vůči vysokým teplotám a drsným podmínkám a je základem komponentů proudových motorů, zařízení pro chemické zpracování a aplikací vyžadujících vynikající tepelnou odolnost.

8. MP1 CoCr: Tato biokompatibilní prášková slitina kobaltu a chromu je přední volbou pro lékařské implantáty, jako jsou kyčelní náhrady a kolenní klouby. Její vynikající odolnost proti opotřebení a biokompatibilita zajišťují dlouhodobou funkčnost v lidském těle.

Aplikace přizpůsobené vlastnostem prášku

Výběr správného 3D tištěný kovový prášek nejde jen o samotný materiál, ale o sladění vlastností prášku s konkrétními potřebami vašeho projektu. Zde je přehled některých běžných aplikací a způsobů, jakými se k nim hodí různé typy prášků:

To je jen letmý pohled na širokou škálu aplikací, které 3D tištěné kovové prášky umožňují. S rozvojem technologie můžeme očekávat, že se objeví ještě více specializovaných prášků, které posunou hranice možností aditivní výroby kovů.

Specifikace a normy pro prášky

Stejně jako sněhové vločky nejsou ani dvě částice kovového prášku úplně stejné. Aby byl zajištěn konzistentní výkon a úspěšný tisk, dodržují výrobci specifické specifikace a normy pro prášky. Prozkoumejme některé klíčové parametry, které definují kovový prášek:

• Velikost a distribuce částic: Velikost a rovnoměrnost částic prášku významně ovlivňuje tisknutelnost, povrchovou úpravu a mechanické vlastnosti konečného výrobku.
• Sféricita: V ideálním případě by se částice kovového prášku měly co nejvíce blížit dokonalým koulím. Tím se zajistí hladký tok během tisku a minimalizují se dutiny uvnitř tištěného dílu.
• Tekutost: Pro rovnoměrné nanášení při tisku je rozhodující schopnost prášku volně proudit. Špatná tekutost může vést k nesrovnalostem a vadám tisku.
• Chemické složení: Přísné dodržení požadovaného chemického složení je nezbytné pro dosažení očekávaných vlastností materiálu v konečném dílu.
• Obsah kyslíku: Nadměrný obsah kyslíku může vést k pórovitosti a křehkosti tištěného kovu.

Normy a certifikace: Výrobu a kvalitu kovových prášků pro 3D tisk upravuje několik průmyslových norem a certifikací. Tyto normy zajišťují konzistenci, bezpečnost a tisknutelnost prášků. Mezi nejvýznamnější příklady patří např:

• ASTM International (ASTM): Globální normalizační organizace, která vydává různé specifikace pro kovové prášky používané v aditivní výrobě.
• Americká společnost strojních inženýrů (ASME): Vyvíjí a udržuje normy pro kovové práškové materiály používané v tlakových nádobách a dalších kritických aplikacích.
• EOS GmbH: Přední výrobce 3D tiskových systémů nabízí také specifikace materiálů pro prášky kompatibilní s jejich stroji.
• SLM řešení: Podobně jako společnost EOS poskytuje i společnost SLM Solutions materiálové listy s popisem specifikací svých kovových prášků pro použití ve svých systémech 3D tisku.

Porozumění těmto specifikacím a dodržování příslušných norem je zásadní pro dosažení optimálních výsledků vašich projektů 3D tisku.

Zvažování výhod a nevýhod různých prášků

Volba mezi různými kovovými prášky zahrnuje pečlivé posouzení jejich výhod a omezení. Zde je přehled některých klíčových aspektů:

Další úvahy:

• Možnost tisku: Různé kovové prášky mají různé vlastnosti pro tisk. Některé mohou vyžadovat specializované tiskové zařízení nebo parametry.
• Následné zpracování: Úroveň následného zpracování, jako je tepelné zpracování nebo odstranění podpěr, se může lišit v závislosti na zvoleném prášku.
• Zásah do životního prostředí: Výroba a používání některých kovových prášků může mít dopad na životní prostředí.

Pečlivým zvážením těchto výhod a nevýhod můžete učinit informované rozhodnutí o nejvhodnějším kovovém prášku pro konkrétní požadavky vašeho projektu.

Dodavatelé, ceny a dostupnost

Nyní, když jste se vyzbrojili bohatými znalostmi o 3D tištěné kovové prášky, je čas prozkoumat, kde je můžete získat. Zde je pohled do světa dodavatelů kovových prášků:

• Výrobci kovových prášků: Přední výrobci, jako jsou Höganäs, Carpenter Additive a AP Powder, nabízejí širokou škálu kovových prášků určených speciálně pro aplikace 3D tisku.
• Výrobci 3D tiskáren: Mnoho výrobců 3D tiskáren prodává také kovové prášky kompatibilní s jejich stroji. Tím je zajištěn optimální výkon a kompatibilita.
• Servisní střediska pro kovy: Tyto společnosti často skladují různé kovové prášky spolu s dalšími surovinami používanými při zpracování kovů.

Cena: Cena kovového prášku se může výrazně lišit v závislosti na materiálu, velikosti částic a dodavateli. Obecně platí, že exotické materiály, jako jsou slitiny na bázi niklu a titanu, mají vyšší cenu než běžné nerezové oceli. Pro představu uvádíme přibližný rozptyl:

• Prášky z nerezové oceli: $10 - $50 za kilogram
• Prášky z nástrojové oceli: $20 - $70 za kilogram
• Prášky ze slitin titanu: $50 - $200 za kilogram
• Slitiny na bázi niklu: $70 - $300 za kilogram

Dostupnost: Dostupnost některých kovových prášků se může lišit v závislosti na materiálu a poptávce po něm. Běžné prášky, jako je nerezová ocel, jsou obvykle snadno dostupné, zatímco specializovanější prášky mohou vyžadovat delší dodací lhůty.

FAQ

Zde jsou některé z nejčastějších otázek, které se týkají 3D tištěné kovové prášky, zodpovězené jasnou a stručnou formou:

Tabulka nejčastějších dotazů

Když porozumíte různým typům kovových prášků pro 3D tisk, jejich vlastnostem, aplikacím a faktorům, které je třeba zvážit při výběru, jste na dobré cestě k odhalení vzrušujícího světa aditivní výroby z kovů. Se správnými znalostmi a zdroji můžete své návrhy proměnit v hmatatelné kovové objekty a posunout tak hranice inovací a kreativity.

znát více procesů 3D tisku