3D tisk Inconel 625

3D tisk Inconel 625 je slitina niklu, chromu a molybdenu, kterou lze vytisknout 3D tiskem do vysoce výkonných komponent pro náročné aplikace. Tento průvodce obsahuje vše o Inconelu 625 pro aditivní výrobu.

Přehled o 3D tisk s Inconelem 625

Inconel 625 je superslitina, která vykazuje:

• Vysoká pevnost a tvrdost při zvýšených teplotách
• Vynikající odolnost proti korozi
• Dobrá svařitelnost a zpracovatelnost
• Odolnost proti oxidaci a tečení

Díky svým klíčovým vlastnostem je vhodný pro 3D tisk složitých geometrií pomocí prášků:

• K dispozici pro hlavní tiskové procesy: DMLS, SLM, Binder Jetting.
• Možnost tisku přesahů a vnitřních kanálů
• Dobrá rozměrová přesnost a kvalita povrchu
• Komponenty s vysokou hustotou a jemnou mikrostrukturou
• Vlastnosti srovnatelné nebo převyšující vlastnosti litých a tepaných materiálů
• Snížení množství odpadu ve srovnání se subtraktivními technikami

Kombinace pevnosti, tažnosti a odolnosti proti korozi materiálu Inconel 625 umožňuje výrobu lehkých a vysoce výkonných tištěných dílů v různých průmyslových odvětvích.

Složení Inconelu 625

Typické složení slitiny Inconel 625:

• Nikl - 58%
• Chrom - 20-23%
• Molybden - 8-10%
• Železo - max. 5%
• Niob - 3-4%
• Stopová množství C, Si, P, S

Klíčové legující prvky, jako je chrom, molybden a niob, zajišťují odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách, mimořádnou tvrdost a srážecí zpevnění. Složení lze upravit na základě požadavků aplikace.

Klíčové vlastnosti Inconelu 625

Vlastnosti Inconelu 625:

• Hustota - 8,44 g/cm3
• Bod tání - 1300 °C
• Pevnost v tahu - 760-1380 MPa
• Mez kluzu - 550 MPa
• Prodloužení - 50%
• Modul pružnosti - 200-217 GPa
• Tepelná vodivost - 9,8 W/m-K
• Koeficient tepelné roztažnosti - 12,8 x 10-6 m/m°C

Vyváženost vysoké pevnosti, tažnosti, odolnosti proti korozi a stabilních vlastností při zvýšených teplotách činí tuto superslitinu užitečnou pro náročné aplikace.

Prášek Inconel 625 pro 3D tisk

Klíčové vlastnosti prášku Inconel 625 pro aditivní výrobu:

Vlastnosti prášku Inconel 625

• Tvar částic - většinou kulovité
• Velikost částic - 15-45 mikronů
• Zdánlivá hustota - 4 g/cm3
• Tekutost - mírně soudržný
• Čistota - nikl + ostatní legující prvky > 99,5%
• Obsah kyslíku - <500 ppm

Sférická morfologie a řízená distribuce velikosti částic umožňuje hladké rozprostření prášku během tisku. Vysoká čistota minimalizuje vady.

Metody 3D tisku Inconelu 625

Mezi oblíbené aditivní výrobní procesy vhodné pro Inconel 625 patří:

Metody 3D tisku pro Inconel 625

Metoda	Popis
DMLS	Používá laser k tavení kovového prášku
SLM	Selektivní laserové tavení prášku
Tryskání pojiva	Spojuje prášek s tekutým prostředkem
OBJEKTIVY	Tvarování sítě pomocí laseru
EBM	Tavení elektronovým svazkem ve vakuu

DMLS a SLM nabízejí vysokou přesnost a kvalitu povrchu. Tryskání pojivem je ekonomičtější. EBM a LENS vytvářejí větší součásti téměř síťového tvaru. Pro každý proces je třeba optimalizovat parametry.

Aplikace 3D tištěných dílů Inconel 625

Průmyslová odvětví používající aditivně vyráběné součásti Inconel 625:

Aplikace 3D tisku Inconel 625

Průmysl	Aplikace
Aerospace	Lopatky turbíny, spalovače, trysky
Ropa a plyn	Ventily, části ústí vrtu vystavené kyselému plynu
Výroba energie	Trubky výměníku tepla, hřídele čerpadel
Automobilový průmysl	Kola turbodmychadla, součásti výfuku
Chemické zpracování	Díly pro manipulaci s kapalinami odolné proti korozi

Mezi další využití patří tepelné štíty, lisovací formy, jaderné reaktory, sportovní vybavení a biomedicínské implantáty využívající pevnost, tažnost a biokompatibilitu.

Výhody 3D tisku Inconel 625

Hlavní výhody aditivní výroby s Inconelem 625:

Výhody 3D tisku Inconel 625

• Schopnost vytvářet složité, optimalizované geometrie
• Kratší dodací lhůty a nižší náklady oproti obrábění
• Snížení hmotnosti díky optimalizaci topologie
• Méně odpadu ve srovnání se subtraktivními technikami
• Vynikající vlastnosti materiálu oproti odlitkům
• Není potřeba drahých nástrojů ani lisovacích forem
• Konsolidace podsestav do jednotlivých dílů
• Přizpůsobení a rychlé prototypování

3D tisk překonává omezení tradiční výroby a umožňuje vyrábět vysoce výkonné komponenty Inconel.

Omezení tisku Inconelu 625

Problémy s 3D tiskem Inconelu 625

• Vysoké náklady na prášek Inconel 625
• Požadavek na inertní plyn při tisku
• Obtíže při odstraňování podpůrných konstrukcí
• Ke zmírnění napětí může být nutné následné zpracování.
• Testování potřebné pro kvalifikaci tištěných dílů
• Nižší tažnost než u tepaného Inconelu 625
• Omezený počet kvalifikovaných dodavatelů
• Velké díly omezené objemem tiskárny

Zdokonalení procesu a kvalifikace rozšíří používání aditivně vyráběných součástí Inconel 625 pro kritické aplikace.

Dodavatelé prášku Inconel 625 pro 3D tisk

Mezi renomované dodavatele prášku Inconel 625 pro AM patří:

Dodavatelé prášku Inconel 625

Společnost	Umístění
Sandvik	Německo
Praxair	USA
Přísada pro tesaře	USA
AP&C	Kanada
Řešení SLM	Německo
Technologie LPW	Spojené království

Tyto společnosti vyrábějí prášek Inconel 625 pomocí atomizace inertním plynem a přísně kontrolují distribuci velikosti částic, morfologii, obsah kyslíku a další kvalitativní vlastnosti.

Analýza nákladů na materiál Inconel 625

Náklady na prášek Inconel 625

Množství	Cena za kg
1-10 kg	$100-150
10-50 kg	$80-120
>50 kg	$50-100

Cena je vyšší než u práškové nerezové oceli, ale nižší než u reaktivních slitin, jako je titan. Na hromadné objednávky se vztahují slevy. Cena dílu závisí také na geometrii výrobku a rychlosti výroby.

Srovnávací analýza Inconelu 625

Srovnání Inconelu 625 s nerezovou ocelí a kobaltovým chromem

Slitina	Inconel 625	Nerezová ocel 316L	Slitina CoCr
Hustota (g/cm3)	8.4	8.0	8.3
Pevnost v tahu (MPa)	1035	515	655
Bod tání (°C)	1300	1370	1290
Odolnost proti korozi	Vynikající	Dobrý	Veletrh
Náklady	Vysoký	Nízký	Mírný
Možnost tisku	Veletrh	Vynikající	Dobrý

Inconel 625 nabízí nejlepší výkon při vysokých teplotách, ale má vyšší náklady na materiál. Nerezová ocel se snadněji tiskne a je levnější. Kobaltový chrom poskytuje rovnováhu pro stomatologické a lékařské použití.

Nejčastější dotazy

Otázka: Jaká velikost částic je optimální pro3D tiskInconelu 625?

Odpověď: Doporučuje se velikost částic v rozmezí 15-45 mikronů, s kulovitou morfologií a těsným rozložením pro optimální tekutost a vysokou hustotu balení během tisku.

Otázka: Který tiskový proces je nejvhodnější pro Inconel 625?

Odpověď: DMLS a SLM s použitím výkonného laseru poskytují nejlepší přesnost, hustotu a povrchovou úpravu. Tryskání pojivem nabízí vyšší rychlost vytváření, ale nižší mechanické vlastnosti.

Otázka: Vyžaduje Inconel 625 po 3D tisku tepelné zpracování?

Odpověď: Ano, často se provádí cyklus žíhání roztokem a stárnutí za účelem uvolnění napětí a dosažení optimální tažnosti, pevnosti a dalších mechanických vlastností.

Otázka: V jakých průmyslových odvětvích se 3D tisk Inconel 625 nejčastěji používá?

Odpověď: Největší zájem o spalovací komponenty má letecký průmysl. Ropa a plyn, energetika, automobilový průmysl a chemický průmysl také využívají 3D tisk Inconelu 625.

Otázka: Je možné vytisknout 3D díly z Inconelu 625 s funkční třídou?

Odpověď: Ano, metody voxelového řízení umožňují plynule měnit složení a mikrostruktury v rámci jednoho tištěného dílu pomocí přesného míchání prášku a modulace laserem.

Otázka: Vyžaduje Inconel 625 po aditivní výrobě lisování za tepla?

Odpověď: Ačkoli HIP může eliminovat vnitřní dutiny a zlepšit odolnost proti únavě, nedávné zdokonalení procesu nyní umožňuje dosáhnout plné hustoty během tisku pro většinu aplikací.

Otázka: Jaké dokončovací procesy se používají na potištěném Inconelu 625?

Odpověď: Tištěné díly jsou často podrobovány abrazivnímu otáčení, kuličkování, broušení a leštění za účelem vyhlazení povrchu a odstranění podpěr. Může být použito také izostatické lisování za tepla.

Otázka: Jsou materiálové vlastnosti 3D tištěného Inconelu 625 srovnatelné s tepaným materiálem?

Odpověď: Správně vytištěný a zpracovaný Inconel 625 se může vyrovnat a dokonce překonat pevnost v tahu, tažnost, lomovou houževnatost a další vlastnosti běžně zpracované tepané slitiny.

Otázka: Jaká konstrukční hlediska platí pro díly Inconel 625 AM?

Odpověď: Jemné prvky vyžadují silnější stěny. Návrhy by se měly vyhnout převisům, minimalizovat podpěry a zohlednit tepelné namáhání. Moduly lze konsolidovat do monolitických součástí.

znát více procesů 3D tisku