Kovové prášky pro 3D tisk
Obsah
Přehled o Kovové prášky pro 3D tisk
3D tisk, známý také jako aditivní výroba, umožňuje vytvářet složité kovové díly přímo z digitálních modelů. Tato revoluční technologie využívá jako surovinu kovové prášky a spojuje jemné vrstvy materiálu, z nichž se vrstvu po vrstvě vytvářejí komponenty.
Konkrétní použitý kovový prášek má významný vliv na vlastnosti, výkon, aplikace a ekonomiku kovových 3D tištěných dílů. Tento průvodce poskytuje ucelený přehled kovových prášků pro 3D tisk, včetně:
Typy kovových prášků pro 3D tisk
Tato část se zabývá hlavními kategoriemi a slitinami kovových prášků používaných v technologiích 3D tisku s tavením v práškovém loži a přímým energetickým nanášením.
Vlastnosti kovových prášků
Zkoumají se klíčové fyzikální a chemické vlastnosti kovových prášků, které ovlivňují kvalitu dílů. Diskutuje se o distribuci velikosti částic, morfologii, tekutosti a mikrostruktuře.
Aplikace 3D tisku kovových prášků
Jedinečné možnosti aditivní výroby kovů vedly k rozšíření v leteckém, lékařském, zubním, automobilovém a všeobecném strojírenství. Jsou představeny typické aplikace různých kovových práškových slitin.
Specifikace a normy pro kovové prášky
Jsou uvedeny třídy prášků, rozsahy velikostí, výrobní metody, normy kvality a úvahy o dodavatelském řetězci pro získávání kovových prášků.
Analýza nákladů na kovové prášky
Porovnávají se a porovnávají náklady spojené s různými slitinami kovů a třídami kvality. Diskutuje se také o ekonomice kovových a plastových prášků.
Výhody vs. omezení
Zvažte výhody a nevýhody běžných druhů kovových prášků s ohledem na požadavky na funkčnost dílů, dosažené mechanické vlastnosti, výrobní náklady, kontrolu kvality a dostupnost dodavatelského řetězce.
Inženýři, konstruktéři, manažeři nákupu a techničtí odborníci, kteří budou mít k dispozici tohoto komplexního průvodce, budou schopni vybrat a zajistit optimální typ kovového prášku pro své specifické požadavky na aplikaci a očekávaný poměr kvality a ceny.
Typy kovových prášků pro 3D tisk
| Kategorie kovů | Vlastnosti | Běžné slitiny | Aplikace |
|---|---|---|---|
| Ocel | - Vysoká pevnost a odolnost proti opotřebení - Široký rozsah mechanických vlastností v závislosti na slitině - Magnetické (s výjimkou některých speciálních ocelí) | - Nerezové oceli (např. 17-4 PH, 316L, 304): Vynikající odolnost proti korozi, vhodné pro díly vystavené působení kapalin. - Nástrojové oceli (např. H13, A2, D2): Vysoké tvrdosti, používané pro formy, zápustky a řezné nástroje. - Maraging Steels: Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, ideální pro letecké komponenty | Díky své univerzálnosti jsou oceli nejpoužívanějšími kovovými prášky při 3D tisku. Nabízejí dobrou rovnováhu mechanických vlastností a jsou vhodné pro různé aplikace. |
| Hliníkové slitiny | - Lehké a dobře obrobitelné - Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti - Vynikající elektrická vodivost - Nejsou tak pevné jako oceli | - Slitiny hliníku, křemíku a hořčíku (AlSiMg) (např. 6061, 7075): Slitiny hliníku a mědi (např. 2024): Vysokou pevnost, ale nižší odolnost proti korozi, vhodné pro letecké součásti. | Hliníkové slitiny jsou oblíbené pro aplikace, kde je důležité snížit hmotnost. V porovnání s některými jinými kovy se také snadněji tisknou. |
| Titanové slitiny | - Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti - Vynikající odolnost proti korozi - Biokompatibilní (používá se v lékařských implantátech) | - Ti-6Al-4V (titan 6 hliník 4 vanad): Další titanové slitiny: - nejčastěji používaná slitina titanu pro 3D tisk, nabízí dobrou rovnováhu mezi pevností, hmotností a biokompatibilitou: (např. Ti-6Al-4Mo) nebo lepší biokompatibilita (např. CP Ti). | Slitiny titanu jsou cenné pro aplikace vyžadující vysokou pevnost, nízkou hmotnost a odolnost proti korozi. Jsou obzvláště užitečné v leteckém, biomedicínském a chemickém průmyslu. |
| Slitiny na bázi niklu | - Vynikající pevnost při vysokých teplotách a odolnost proti tečení - Odolnost proti korozi - Často se používá v drsných prostředích | - Inconel: Hastelloy: rodina slitin niklu a chromu známá pro své vysokoteplotní vlastnosti, používaná v motorech plynových turbín a výměnících tepla: Hastello: další skupina slitin na bázi niklu, které se vyznačují vynikající odolností proti korozi a jsou vhodné pro zařízení na zpracování chemických látek. | Slitiny na bázi niklu jsou vhodnou volbou pro aplikace vystavené extrémním teplotám a korozivním podmínkám. Hrají důležitou roli v energetice, leteckém a chemickém průmyslu. |
| Žáruvzdorné kovy | - Extrémně vysoké body tání - Vynikající pevnost při vysokých teplotách - Často se používá ve velmi náročných prostředích | - Wolfram: Tantal: známý pro svůj nepřekonatelný bod tání, používá se v elektrodách, raketových tryskách a tepelných štítech: Tantal: nabízí výjimečnou odolnost proti korozi při vysokých teplotách, cenný pro součásti pecí a zařízení pro chemické zpracování. | Žáruvzdorné kovy jsou nenahraditelné pro aplikace, které vyžadují schopnost odolávat extrémnímu teplu a drsnému prostředí. Používají se v odvětvích, jako je letectví, obrana a vysokoteplotní pece. |
| Drahé kovy | - Vysoká odolnost proti korozi - Vynikající elektrická vodivost - Biokompatibilní (některé) | - Zlato: Stříbro: používá se především pro svou biokompatibilitu v lékařských aplikacích, jako jsou zubní implantáty a elektronika: Stříbro: cenné pro svou elektrickou vodivost, používá se v elektrických konektorech a anténách - Ostatní drahé kovy (např. platina): Používají se ve specializovaných aplikacích, jako jsou šperky a lékařské přístroje. | Drahé kovy mají jedinečné vlastnosti, díky nimž jsou vhodné pro specifické aplikace. Jejich vysoká cena však omezuje jejich široké využití při 3D tisku. |
Vlastnosti kovových prášků pro 3D tisk
| Vlastnictví | Popis | Význam pro 3D tisk |
|---|---|---|
| Velikost a distribuce částic | Vztahuje se na změnu průměru jednotlivých částic prášku. Měří se v mikrometrech (µm). | – Ovlivňuje tekutost: Konzistentní velikost a rozložení zajišťují plynulé rozprostření prášku po tiskovém lůžku, což umožňuje dobrou tvorbu vrstev a detailů. – Ovlivňuje hustotu a pórovitost: Rovnoměrné částice se těsně nabalují, což vede k hustším dílům s vynikajícími mechanickými vlastnostmi. Naopak širší rozdělení velikosti může vytvářet dutiny a snižovat pevnost. – ovlivňuje průnik laseru (LPBF) nebo účinnost tavení (tavení elektronovým svazkem): Jemnější prášky potřebují k úplnému roztavení méně energie, ale mohou být náchylnější k rozptylu laseru nebo přehřátí. |
| Morfologie částic | Tvar jednotlivých částic prášku. | – Tekutost: Sférické částice snadněji proudí, což podporuje rovnoměrné usazování. Nepravidelné tvary mohou vést k nesrovnalostem a přemostění (tvorbě oblouků mezi částicemi). – Hustota balení: Sférické částice se těsněji sbalí, čímž se maximalizuje využití materiálu a výsledná hustota dílu. – Plocha povrchu: Vysoce nepravidelné tvary mají větší povrch, což ovlivňuje faktory, jako je reaktivita a chování při spékání. |
| Zdánlivá hustota | Sypná hmotnost prášku měřená v gramech na centimetr krychlový (g/cm³). | – Použití materiálu a manipulace s ním: Vyšší zdánlivá hustota umožňuje vložit do zásobníku tiskárny více materiálu a snižuje množství odpadu. – Tekutost: Hustší prášky mohou hůře proudit, což vyžaduje úpravu nastavení tiskárny. |
| Tekutost | Snadnost, s jakou prášek teče pod vlastní vahou. Měří se pomocí technik, jako je úhel sklonění nebo rychlost toku. | – Jednotné ukládání: Dobrá tekutost zajišťuje konzistentní rozprostření prášku v každé vrstvě, což vede k rozměrové přesnosti a povrchové úpravě. – Zpracovatelnost: Prášky se špatnou tekutostí mohou způsobit problémy s podáváním v 3D tiskových strojích, což brání tisku. |
| Chemické složení | Elementární složení prášku, včetně primárního kovu a všech legujících prvků. | – Konečné vlastnosti materiálu: Chemické složení určuje mechanické vlastnosti (pevnost, tažnost, odolnost proti korozi) tištěného dílu. – Chování při spékání: Přítomnost některých prvků může ovlivnit teplotu a dobu potřebnou k účinnému spékání. |
| Obsah kyslíku a chemie povrchu | Množství kyslíku absorbovaného na povrchu prášku a přítomnost povrchových oxidů. Měří se v hmotnostních procentech (wt%). | – Tekutost: Vysoký obsah kyslíku může snižovat tekutost tím, že vytváří povrchové oxidy, které zvyšují tření mezi částicemi. – Chování při spékání: Nadměrné množství povrchových oxidů může bránit spékání tím, že narušuje vazbu mezi částicemi. – Možnost tisku (LPBF): Kyslík může reagovat s laserovým paprskem, což snižuje jeho účinnost a může vést ke vzniku rozstřiku nebo pórovitosti. |
| Obsah vlhkosti | Množství vodní páry adsorbované na povrchu prášku. Měří se ve wt%. | – Tekutost: Vlhkost může způsobit shlukování částic, což brání toku a vytváří nesrovnalosti. – Možnost tisku (LPBF): Vlhkost může reagovat s laserovým paprskem a vytvářet nežádoucí plynný vodík, který může vést k pórovitosti nebo prasklinám ve výsledném dílu. |
| Zelená síla | Mechanická pevnost nespékaného (neboli "zeleného") dílu po nanesení. | – Zacházení: Vyšší pevnost v zeleném stavu umožňuje jemnější manipulaci s díly před vysokoteplotním spékáním. – Rozměrová stabilita: Dostatečná pevnost v zeleném stavu pomáhá zachovat geometrii dílů při manipulaci a předehřevu pro spékání. |
Výroba a klasifikace kovových prášků
| Způsob výroby | Popis procesu | Výhody | Omezení | Typické vyráběné kovové prášky |
|---|---|---|---|---|
| Frézování | Kovové kousky se drtí a melou na jemný prášek pomocí kulových, kladivových nebo atritorových mlýnů. | * nákladově efektivní pro kujné kovy * produkuje širokou škálu velikostí částic * lze použít pro křehké kovy | * Nepravidelné tvary částic mohou ovlivnit hustotu balení * Mohou vnášet nečistoty * Nevhodné pro velmi jemné prášky | Železo, měď, hliník, cín |
| Atomizace | Roztavený kov se pomocí vysokotlakého proudu plynu nebo vody rozbije na kapičky a poté rychle ztuhne do kulovitých částic. | * Vysoce kulovité částice pro dobrou hustotu balení * Vynikající kontrola velikosti a distribuce částic * Vhodné pro širokou škálu kovů. | * Vyžaduje specializované zařízení * Může zachycovat nečistoty v tuhnoucích částicích * Může být energeticky náročné | Železo, slitiny oceli, nikl, měď, titan |
| Chemická redukce | Oxidy nebo halogenidy kovů se přeměňují na čistý kovový prášek chemickou reakcí s redukčním činidlem, jako je vodík nebo oxid uhelnatý. | * Vysoká čistota prášků * Možnost výroby velmi jemných prášků * Vhodné pro žáruvzdorné kovy, jako je wolfram a molybden. | * Složitý a pomalý proces * Vyžaduje pečlivou kontrolu reakčních podmínek * Omezené objemy výroby | Wolfram, molybden, tantal, nikl |
| Elektrolytické nanášení | Elektrický proud se používá k ukládání iontů kovu z roztoku elektrolytu na katodu, čímž vzniká kovový prášek. | * Vysoká čistota prášků * Úzká kontrola velikosti a morfologie částic * Dobrá povrchová plocha pro aplikace, jako je katalýza. | * Relativně pomalý proces * Omezená výrobní kapacita * Energetická náročnost | Měď, nikl, stříbro, kobalt |
| Klasifikace | ||||
| Charakteristika prášku | Metoda klasifikace | Důležitost | ||
| Velikost částic | * přímo ovlivňuje hustotu balení, chování při spékání a mechanické vlastnosti * měří se pomocí sítování, laserové difrakce nebo analýzy obrazu. | |||
| Tvar částice | * Kulovité tvary poskytují lepší hustotu balení a sypkost * Nepravidelné tvary mohou být výhodné pro vzájemné propojení a pevnost. | |||
| Chemické složení | * Čistota je pro mnoho aplikací klíčová * Pro dosažení specifických vlastností lze přidávat legující prvky. | |||
| Tekutost | * Schopnost volného toku prášku je nezbytná pro zpracovatelské techniky, jako je zhutňování. | * Měřeno pomocí zkoušek úhlu sklonů nebo průtoku |
Průmyslové aplikace Kovové prášky pro 3D tisk
| Průmysl | aplikace | Výhody | Příklady materiálů |
|---|---|---|---|
| Aerospace | * Lehké, vysoce pevné součásti pro rakety a satelity * Komplexní vnitřní struktury pro proudové motory * Výměníky tepla pro lepší tepelný management | * Snížení hmotnosti pro zvýšení palivové účinnosti * Volnost designu pro složité chladicí kanály * Rychlejší doba realizace prototypů a malosériových dílů | * slitiny titanu (Ti-6Al-4V) * superslitiny niklu (Inconel 718) * slitiny hliníku (AlSi10Mg) |
| Automobilový průmysl | * Přizpůsobitelné, lehké komponenty pro závodní vozy * Komplexní díly motoru s vnitřními chladicími kanály * Rychlé prototypování nových konstrukcí a funkcí | * Vyšší výkon díky snížení hmotnosti * Vyšší účinnost motoru díky optimalizovanému chlazení * Zrychlené vývojové cykly pro rychlejší inovace | * Slitiny hliníku (A356) * Nerezová ocel (316L) * Nástrojová ocel (M2) |
| Lékařský | * Personalizované protézy a implantáty se zlepšenou biokompatibilitou * Chirurgické nástroje a instrumenty přizpůsobené konkrétním zákrokům * Anatomické modely specifické pro pacienta pro předchirurgické plánování | * Přizpůsobitelné přizpůsobení a funkce pro lepší výsledky u pacientů * Zvýšená chirurgická přesnost a efektivita * Lepší vizualizace a plánování složitých operací | * Slitiny titanu (Ti-6Al-4V) * Slitiny kobaltu a chromu (CoCrMo) * Tantal |
| Energie | * Vysoce výkonné výměníky tepla pro elektrárny * Komplexní komponenty pro turbíny a generátory * Náhradní díly pro starší zařízení, které zkracují prostoje | * Lepší energetická účinnost díky optimalizovanému přenosu tepla * Lehká konstrukce pro vyšší výkon * Nižší náklady na údržbu a kratší doba oprav | * Slitiny niklu (Inconel 625) * Nerezová ocel (304L) * Inconelové pláty pro odolnost proti korozi |
| Spotřební zboží | * Luxusní šperky a módní doplňky se složitými detaily * Limitované edice sportovního vybavení na míru * Funkční prototypy pro rychlé vylepšení designu | * Vysoce kvalitní, personalizované návrhy pro jedinečné výrobky * Rychlejší vývojové cykly výrobků a zkrácení doby uvedení na trh * Vytváření složitých geometrií, které nejsou možné tradičními metodami. | * Zlatý, stříbrný a platinový prášek * Slitiny hliníku (AlSi7Mg) * Nerezová ocel (17-4 PH) |
| Obrana | * Lehké pancéřové komponenty s vysokou balistickou ochranou * Přizpůsobitelné části zbraně pro lepší ergonomii * Rychlá výroba prototypů a specializovaného vybavení | * Zvýšená ochrana vojáků při snížené hmotnostní zátěži * Lepší výkon zbraně a uživatelský komfort * Rychlejší vývoj a nasazení specializovaných obranných technologií | * Slitiny titanu (Ti-4Al-3Mo) * Pancéřová ocel * Slitiny Inconelu pro vysokoteplotní aplikace |
Specifikace kovového prášku, třídy a dodavatelský řetězec
| Aspekt | Popis | Klíčové úvahy |
|---|---|---|
| Specifikace kovového prášku | Kovové prášky pro 3D tisk se od svých sypkých protějšků výrazně liší. Tyto jemné částice (obvykle 15-105 mikronů) vyžadují přísnou kontrolu různých vlastností, aby byl zajištěn úspěšný tisk a vysoce kvalitní díly. | * Distribuce velikosti částic (PSD): PSD významně ovlivňuje rozlišení, kvalitu povrchu a tekutost. Systémy založené na laseru často používají jemnější prášky (15-45 mikronů) pro složité detaily, zatímco tavení elektronovým svazkem (EBM) zvládne větší částice (45-105 mikronů) díky hlubšímu tavicímu bazénu. * Chemické složení: Přizpůsobení požadovaným vlastnostem finálního dílu vyžaduje přesnou kontrolu chemického složení prášku. Legující prvky a stopové prvky mohou významně ovlivnit mechanickou pevnost, odolnost proti korozi a tisknutelnost. * Tekutost: Prášek musí v konstrukční komoře tiskárny volně a rovnoměrně proudit, aby bylo zajištěno správné vytvoření vrstvy. Sférická morfologie částic a úzká PSD zlepšují tekutost. * Zdánlivá hustota a hustota balení: Tyto vlastnosti určují množství prášku potřebného k vyplnění stavebního objemu a ovlivňují pórovitost konečného dílu. * Obsah vlhkosti: Nadměrná vlhkost může vést k rozstřikování, nesrovnalostem a vadám při tisku. |
| Třídy kovového prášku | Vzhledem k zásadní roli kovového prášku v procesu 3D tisku jsou k dispozici různé druhy, které jsou určeny pro konkrétní aplikace a typy tiskáren. | * Panenské prášky: Vyrábí se přímo z primárních nebo sekundárních zdrojů kovů a nabízí vysokou čistotu a konzistentní vlastnosti pro náročné aplikace, jako jsou letecké a kosmické komponenty. * Předlegované prášky: Tyto prášky jsou již během atomizace smíchány s legujícími prvky, což snižuje potřebu následného zpracování a zajišťuje přesnou kontrolu složení. * Recyklované prášky: Recyklované prášky z nepoužitého nebo podpůrného materiálu představují udržitelnou a nákladově efektivní možnost, i když je nutná přísná kontrola kvality, aby se zabránilo kontaminaci a problémům s výkonem. * Proces atomizace: Metoda použitá k vytvoření částic prášku (plynová atomizace, vodní atomizace, plazmová atomizace) ovlivňuje faktory, jako je velikost částic, morfologie a obsah kyslíku, a činí je tak vhodnými pro konkrétní tiskové techniky. |
| Dodavatelský řetězec pro 3D tisk kovových prášků | Dodavatelský řetězec kovových prášků pro 3D tisk zahrnuje několik klíčových hráčů, kteří spolupracují na dodávkách vysoce kvalitních prášků koncovým uživatelům. | * Výrobci kovů: Tyto společnosti dodávají suroviny pro výrobu prášku. * Výrobci prášku: Specializují se na rozprašování roztaveného kovu na jemné částice pomocí různých technik. Renomovaní výrobci dodržují přísné protokoly kontroly kvality a nabízejí prášky s konzistentními vlastnostmi a certifikacemi. * Distributoři kovových prášků: Tyto společnosti fungují jako zprostředkovatelé, kteří skladují a dodávají prášky od různých výrobců, aby uspokojili potřeby poskytovatelů služeb 3D tisku a koncových uživatelů. * Výrobci strojů pro aditivní výrobu: Někteří výrobci tiskáren mohou také nabízet kompatibilní kovové prášky, často optimalizované pro jejich konkrétní stroje. * Certifikační orgány: Nezávislé organizace stanovují a prosazují normy pro vlastnosti kovových prášků používaných v aditivní výrobě, čímž zajišťují konzistenci kvality a výkonu. |
Analýza nákladů na kovové prášky pro AM
Kovové prášky jsou řádově dražší než typická plastová vlákna a slinuté prášky pro 3D tisk. Náklady se výrazně liší pro různé slitiny, rozdělení velikostí, úrovně kvality, objemy objednávek a zeměpisné oblasti.
Tato tabulka uvádí orientační rozmezí nákladů pro běžné slitiny a třídy vhodné pro hlavní procesy AM:
| Kovový prášek | Odrůdy slitin | Náklady na kg |
|---|---|---|
| Nerezová ocel | 316L, 17-4PH, 303, 440C | $$ |
| Nástrojová ocel | H13, M2, M4, D2 | $$$ |
| Titanové slitiny | Ti-6Al-4V, Ti 6242, TiAl | $$$$ |
| Hliníkové slitiny | 2024, 7075, 6061 | $$ |
| Inconel | 625, 718 | $$$$ |
| Kobalt Chrome | CoCr MP1, CoCrMo | $$$$ |
Kde $ = desítky, $$ = stovky, $$$ = tisíce v amerických dolarech za kg.
Více výklenkových slitin nebo vysoce specifické vlastnosti a distribuce materiálů dále zvyšují náklady v důsledku nižších objemů výroby. Malosériová výroba má také vyšší náklady než velkoobjemové zakázky.
Náklady na kovový vs. plastový prášek
| Materiál | Typické náklady na kg |
|---|---|
| Plast PLA | $20-50 |
| Plast ABS | $25-100 |
| Nerezová ocel 316L | $50-150 |
| Hliník 2024 | $70-200 |
| Inconel 718 | $150-600 |
Kovové prášky jsou sice v přepočtu na jednotku hmotnosti 10-100× dražší než plasty kvůli náročnosti na materiál, ale kovy mají mnohem lepší mechanické vlastnosti, tepelnou odolnost a potenciál pro konečné použití.
Souhrnně lze říci, že výběr slitiny, stupně čistoty, distribuční specifikace a parametry objednávky významně ovlivňují náklady na prášek. Vyšší výkonnost dílů však ospravedlňuje vyšší ceny kovů pro kritické aplikace.
Po prozkoumání nákladů na prášek jsou v další části porovnány výhody a nevýhody různých slitin.
Výhody vs. omezení kovových prášků
| Výhody | Omezení |
|---|---|
| Flexibilita designu a složité geometrie | Omezení velikosti a tvaru dílů |
| Kovové prášky vynikají při vytváření složitých tvarů, jejichž výroba tradičním obráběním by byla velmi náročná nebo neekonomická. Prášková metalurgie umožňuje vytvářet téměř čisté tvary, což minimalizuje potřebu následných kroků obrábění. To se promítá do složitých ozubených kol, vnitřních kanálů a mřížových struktur, které by při použití jiných metod nebyly možné. | Přestože kovové prášky nabízejí výjimečnou volnost při navrhování, existují omezení, pokud jde o dosažitelnou velikost a složitost. Velmi velké díly nebo díly s extrémně tenkými prvky může být obtížné důsledně vyrábět kvůli problémům s tokem prášku a rovnoměrností zhutňování. |
| Efektivní využití materiálu a snížení množství odpadu | Počáteční náklady na prášek |
| Prášková metalurgie se může pochlubit významnou výhodou z hlediska využití materiálu. Na rozdíl od obrábění, kde značná část surovin končí jako odpad, prášková metalurgie využívá téměř aditivní přístup. Používá se pouze množství prášku potřebné pro finální díl, což minimalizuje odpad a snižuje celkové náklady na materiál, zejména u velkosériové výroby. | Samotné kovové prášky mohou být dražší než sypké materiály používané v tradičních výrobních procesech. To může být významnou nevýhodou pro malosériovou výrobu nebo aplikace, kde jsou náklady rozhodujícím faktorem. |
| Vlastnosti materiálu na míru | Změny pórovitosti a hustoty |
| Jedinečná výhoda kovových prášků spočívá v jejich schopnosti ovlivnit konečné vlastnosti dílu. Výběrem konkrétních typů prášků, řízením distribuce velikosti částic a využitím různých technik spékání mohou výrobci dosáhnout žádoucích vlastností, jako je pórovitost, elektrická vodivost a magnetická propustnost. Tato úroveň kontroly umožňuje vytvářet díly speciálně navržené pro jejich zamýšlenou funkci. | Jednou z neodmyslitelných výzev práškové metalurgie je dosažení konzistentní a rovnoměrné hustoty v celém dílu. Proces zhutňování může vést k odchylkám v pórovitosti, což může mít vliv na mechanické vlastnosti konečného výrobku. K zajištění toho, aby díly splňovaly specifikace hustoty, mohou být nutná přísná kontrolní opatření a případně další kroky zpracování. |
| Vysoké výrobní rychlosti a automatizace | Omezený výběr materiálů |
| Práškovou metalurgii lze dobře automatizovat, takže je ideální pro velkosériovou výrobu. Tvarování v blízkosti sítě minimalizuje potřebu rozsáhlého sekundárního obrábění, což vede k rychlejším výrobním cyklům a nižším nákladům na pracovní sílu. Tato automatizace také zvyšuje konzistenci a opakovatelnost kvality dílů. | Dostupnost kovových prášků pro konkrétní aplikace může být ve srovnání s tradičně používanými materiály omezená. Některé vysoce výkonné slitiny nebo exotické kovy nemusí být ve formě prášku snadno dostupné, což omezuje možnosti konstrukce pro určité aplikace. |
| Vynikající povrchová úprava | Pevnost a anizotropie |
| Kovové práškové díly se často vyznačují vynikající povrchovou úpravou díky přirozené povaze procesu zhutňování a spékání. To může eliminovat potřebu dalších dokončovacích kroků, což snižuje výrobní náklady a čas. Hladká povrchová úprava může být také výhodná pro aplikace vyžadující přísné tolerance nebo lepší tribologické vlastnosti (tření a opotřebení). | Pevnost kovových dílů vyrobených práškovou technologií může být nižší než u jejich protějšků vyrobených tvářením, a to v důsledku přítomnosti zbytkové pórovitosti. Kromě toho může proces zhutňování vnést anizotropii, kdy se vlastnosti materiálu liší v závislosti na směru působení síly. Pro zmírnění těchto omezení je zásadní pečlivé zvážení konstrukce a optimalizace procesu. |
FAQ
V této části často kladených otázek najdete odpovědi na běžné otázky týkající se kovových prášků pro aditivní výrobu:
Otázka: Jaký kov se pro 3D tisk nejčastěji používá?
Odpověď: Nerezová ocel 316L se díky své cenové dostupnosti, dostupnosti a mírné odolnosti proti korozi hojně používá pro koncové díly v letectví, automobilovém průmyslu, zdravotnických zařízeních a průmyslových komponentech.
Otázka: Která slitina nabízí nejlepší poměr pevnosti a hmotnosti?
Odpověď: Titanové slitiny jako Ti-6Al-4V poskytují velmi vysokou měrnou pevnost, která převyšuje pevnost hliníku a blíží se špičkovým ocelím. Lékařské implantáty využívají biokompatibilitu a pevnost titanu. Difuzní lepení zlepšuje přilnavost mezi vrstvami.
Otázka: Jak se liší vlastnosti materiálu kovových dílů AM od tradičních metod?
Odpověď: Jedinečné tepelné profily z tavení laserem/elektronovým paprskem vytvářejí diferencované mikrostruktury, které často eliminují hranice zrn a zvyšují tak pevnost a tvrdost. Vlastnosti se však stávají směrově závislými na orientaci konstrukce.
Otázka: Jaké metody mohou zlepšit kvalitu povrchu?
Odpověď: Dodatečné následné zpracování pomocí CNC obrábění a broušení nebo specializovaného elektrolytického leštění dosahuje požadavků na drsnost povrchu pod 5 mikronů pro nejvyšší standardy kvality. Žíhání může také snížit zbytková napětí.
Otázka: Která slitina je nejvhodnější pro použití při vysokých teplotách?
Odpověď: Niklové superslitiny jako Inconel 718 si zachovávají pevnost a odolnost proti korozi až do 700 °C a používají se ve spalovacích komorách proudových motorů, tryskách raket a jaderných reaktorech.
Sdílet na
MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.
Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!
Související články
Spherical Duplex Stainless Steel Alloy Powder: The Best Material for Harsh Conditions
Přečtěte si více "O Met3DP
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731