Prášek pro aditivní výrobu

Obsah

Aditivní výroba (AM), známá také jako 3D tisk, využívá kovové a nekovové prášky k výrobě komponent po vrstvách. Výběr renomovaného dodavatele prášků pro AM je zásadní pro dosažení optimálních vlastností materiálu, výkonu a kvality konečného dílu.

Tento komplexní průvodce obsahuje vše, co potřebujete vědět o výběru správného prášku a dodavatele pro aditivní výrobu, včetně:

Přehled o Prášek pro aditivní výrobu

Prášky pro aditivní výrobu označují suroviny používané při tavení v práškovém loži, nanášení usměrněné energie, tryskání pojiva a dalších procesech AM založených na práškové technologii.

Hlavní typy prášků AM:

  • Kovy - Titan, hliník, ocel, nikl, kobalt-chrom
  • Polymery - nylon, PEEK, TPU, ABS, polyamid
  • Keramika - oxid hlinitý, oxid zirkoničitý, karbid křemíku
  • Kompozity - vyztužené částicemi, krátká vlákna

Vlastnosti prášku:

  • Chemie - Čistota, složení, legování
  • Velikost a distribuce částic
  • Tvar částic - sférický, nepravidelný
  • Hustota a pórovitost
  • Tekutost
  • Obsah vlhkosti

Klíčoví dodavatelé prášku:

  • OEM výrobci jako EOS, 3D Systems, GE Additive
  • Specialisté na kovové prášky, jako jsou AP&C, Sandvik, Praxair.
  • Velcí výrobci kovů včetně společností Carpenter, Höganäs, Rio Tinto

Výběr optimálního typu prášku a parametrů přizpůsobených vašemu procesu AM a aplikacím je zásadní pro vysokou kvalitu dílů.

aditivní výrobní prášek

Typy Prášek pro aditivní výrobu

Existují čtyři hlavní kategorie prášků AM pro kovy, polymery, keramiku a kompozity:

Kovové prášky

Mezi nejpoužívanější kovy patří:

  • Titan a slitiny titanu
  • Slitiny hliníku
  • Nerezové oceli
  • Nástrojové oceli
  • Kobalt-chromové slitiny
  • Niklové superslitiny
  • Drahé kovy jako zlato, stříbro

Výhody: Vysoká pevnost, trvanlivost, tepelná odolnost

Aplikace: Letectví, lékařství, automobilový průmysl, průmyslová výroba

Polymerní prášky

Běžně používané polymery:

  • Nylon (PA12, PA11)
  • ABS
  • PEEK
  • TPU
  • Polyamid

Výhody: houževnatost, chemická odolnost, pružnost

Aplikace: Spotřební zboží, průmyslové díly

Keramické prášky

Příklady zahrnují:

  • Hliník
  • Zirkonie
  • Karbid křemíku
  • Nitrid křemíku
  • Fosforečnan vápenatý

Výhody: Vysoká tvrdost, odolnost proti teplu/korozím

Aplikace: Řezné nástroje, zubní technika, letectví a kosmonautika

Kompozitní prášky

  • Kovy a polymery vyztužené částicemi
  • Plasty vyztužené krátkými vlákny

Výhody: Vylepšené mechanické vlastnosti

Aplikace: Automobilový průmysl, sportovní zboží, infrastruktura

Správný typ prášku ovlivňuje vlastnosti dílů, jako je pevnost, funkčnost, estetika a další.

Vlastnosti prášku pro aditivní výrobu

Prášky AM musí splňovat přísné specifikace pro:

VlastnictvíPodrobnostiVýznam
ChemieSložení slitiny, úrovně čistotyOvlivňuje mikrostrukturu, vady a mechanické vlastnosti
Velikost částicPrůměrná velikost a rozloženíVlivy na rozlišení, povrchovou úpravu, hustotu
Tvar částiceSférické, nepravidelné, satelitní částiceVliv na hustotu balení, tekutost, roztíratelnost
HustotaObjemová a kohoutková hustotaVyšší hustota umožňuje větší hustotu dílů
Charakteristiky tokuPrůtoková rychlost, úhel sklonuZajištění hladkého roztírání prášku během tisku
Obsah vlhkostiNízký obsah vlhkostiZabraňuje aglomeraci a degradaci prášku
Povrchové oxidyTenká, rovnoměrná vrstva oxiduNízká oxidace zajišťuje vynikající tok a vlastnosti prášku

Přísná kontrola těchto vlastností prášku je pro vysoce kvalitní komponenty AM nezbytná.

Aplikace prášků pro aditivní výrobu

Prášky AM se používají v následujících klíčových odvětvích a aplikacích:

PrůmyslAplikace
AerospaceLopatky turbíny, konstrukce draku a motoru, držáky, chladiče
LékařskýOrtopedické a zubní implantáty, chirurgické nástroje, zařízení přizpůsobená pacientovi
Automobilový průmyslOdlehčené komponenty, zakázkové díly, nástroje
PrůmyslovýDíly pro těžká zařízení, robotika, nástroje, přípravky a upínací přípravky
SpotřebitelŠperky, sběratelské předměty, herní miniatury
Ropa a plynVrtné nářadí, ventily, díly pro ústí vrtů, součásti čerpadel

Další aplikace zahrnují architektonické modely, rychlé nástroje, jaderná a chemická zařízení.

AM umožňuje rychlejší a flexibilnější výrobu složitých a optimalizovaných dílů v různých odvětvích.

Specifikace prášku AM

Vlastnosti a kvalitu prášku AM lze přizpůsobit podle požadavků:

ParametrMožnosti
MateriályKovy, polymery, keramika, kompozity
ChemieRůzné slitiny, polymery, výztuže
Velikost částicNano, mikro, 10-45 μm, 15-150 μm atd.
Rozložení velikostiK dispozici jsou úzké distribuce
Tvar částicPřevážně sférické
HustotaTeoretická hustota až ~98%
Průtoková rychlostDosažení optimálních průtoků
Povrchové oxidyNízká úroveň oxidace
KontaminaceMinimalizované množství nečistot
Obsah vlhkostiNízký obsah vlhkosti

Spolupracujte s dodavateli a přizpůsobte specifikace prášku vašemu procesu AM, potřebám materiálu a požadavkům na konečné použití.

Úvahy o konstrukci prášků AM

Určité konstrukční postupy zvyšují výkonnost prášku AM:

  • Úprava slitiny - Úprava složení za účelem optimalizace mechanických vlastností, zamezení vzniku trhlin za tepla atd.
  • Směšování - Míchání různých prášků pro dosažení vlastních vlastností materiálu
  • Nátěry - nanášení specializovaných povlaků na ochranu práškových slitin před oxidací
  • Sítování - Třídění prášku do úzkých frakcí podle velikosti částic
  • Odplynění - Odstranění plynných kontaminantů, které způsobují pórovitost.
  • Průtokové přísady - Přidávání tokových činidel v nanorozměrech pro zlepšení tekutosti prášku
  • Omlazení - Recyklace použitého prášku odstraněním vlhkosti a nečistot

Úzce spolupracujte se svým dodavatelem prášků pro AM, abyste využili tyto možnosti konstrukce pro dosažení vynikajících vlastností dílů.

Normy pro Prášky pro aditivní výrobu

Klíčové normy pomáhají zajistit kvalitu a konzistenci prášku AM:

  • ASTM F3049 - Standardní příručka pro charakterizaci AM kovů
  • ASTM F3055 - Standardní specifikace pro aditivní kovy
  • ASTM F3213 - Norma pro kovové prášky používané při tavení v práškovém loži
  • ISO/ASTM 52915 - Standardní specifikace pro slitinu Ti-6Al-4V
  • ASTM F3184 - Standard pro prášky z nerezové oceli
  • ASTM F3301 - Norma pro prášky ze slitin niklu
  • ISO/ASTM 52904 - Procesní charakteristiky a kontrola kvality kovů AM

Dodavatelé a uživatelé prášku by se měli řídit těmito normami, aby mohli porovnávat kvalitu.

Dodavatelé prášku AM

Mezi přední světové výrobce prášku AM patří:

DodavatelMateriályPopisStanovení cen
AP&CTi, Al, CoCr, oceliSpecialista na sférické prášky$xx-$xxx/kg
SandvikTi, Ni, Al, oceliŠiroká nabídka slitin pro AM$xx-$xxx/kg
PraxairTi, Ni, CoCr, AlVysoce kvalitní atomizované a slitinové prášky$xx-$xxx/kg
TesařTi, CoCr, SS, AlŠiroká škála slitin a velikostí částic$xx-$xxx/kg
Přísady GETi, Al, CoCr, CuOEM poskytující integrovaná řešení AM$xx-$xxx/kg
HöganäsOceli, SSHlavní světový dodavatel práškového kovu$xx-$xxx/kg

Existuje mnoho renomovaných globálních dodavatelů, kteří nabízejí kvalitní prášky AM napříč kovy, polymery, keramikou a kompozity.

Jak vybrat dodavatele prášku pro aditivní výrobu

Zde jsou klíčové faktory, které je třeba zvážit při výběru dodavatele prášku AM:

  • Technické znalosti ve výrobě prášku AM
  • Řada materiálů nabízené – kovy, polymery, keramika atd.
  • Řízení kvality – Charakterizace prášku, odběr vzorků, testování, analýza, dokumentace, certifikace
  • Schopnosti sférického prášku – Pro hustotu a tekutost
  • Možnosti přizpůsobení – Upravená distribuce velikosti, složení, povlaky atd.
  • Porozumění procesu AM – Prášek optimalizovaný pro vaši specifickou technologii AM
  • Odbornost v oblasti výzkumu a vývoje – Průběžný vývoj prášku
  • Zákaznická podpora – Poradenství v oblasti aplikací, odstraňování problémů, školení
  • Dodací lhůty – Dostupnost zásob pro rychlé dodání
  • Stanovení cen – Konkurenceschopné pro vaše potřeby v oblasti objemu a kvality

Spolupracujte s výrobcem prášku, který se zavázal ke konzistentní kvalitě a technické podpoře.

Jak skladovat prášek pro aditivní výrobu

Správné skladování prášku AM zachovává kvalitu materiálu a zabraňuje degradaci:

  • Skladujte prášek v originálních uzavřených nádobách mimo dosah vlhkosti a kontaminace
  • Udržujte chladné a suché podmínky v zařízení
  • Omezte teplotní výkyvy, které mohou vyvolat absorpci vlhkosti
  • Použijte systém inventarizace „první dovnitř, první ven“ (FIFO)
  • Otevřete nádobu až v době použití
  • Použitý prášek včas zlikvidujte
  • Provádějte pravidelné kontroly kvality uskladněného prášku
    • Zkontrolujte chemické složení, rozdělení velikosti, rychlost toku, povrchové oxidy
  • Dodržujte všechna bezpečnostní opatření – OOP, manipulace s inertním plynem, kontrola zdrojů zapálení

Správné skladování je nezbytné pro stabilitu prášku a maximalizaci kvality dílů v průběhu času.

Recyklace prášku pro aditivní výrobu

Použitý prášek AM lze recyklovat:

MetodaPřehled
TepelnéTepelné zpracování vypálí povlaky a nečistoty
MechanickéFyzikální procesy odstraňují kontaminaci a obnovují částice
ChemickéChemické procesy odstraňují povrchové oxidy a povlaky
PlazmaPlazmová energie disociuje nežádoucí prvky z prášku

Výhody recyklace:

  • Výrazně snižuje náklady na prášek
  • Udržitelnější výroba
  • Dosahuje vysoké míry opětovného použití u určitých slitin

Spolupracujte se svým dodavatelem prášku AM při zavádění nákladově efektivních postupů recyklace prášku.

Analýza nákladů Prášky pro aditivní výrobu

Náklady na AM prášek se výrazně liší podle materiálu:

MateriálNáklady na kg
Hliníkové slitiny$50 – $120
Titanové slitiny$170 – $450
Nerezové oceli$50 – $120
Nástrojové oceli$50 – $200
Niklové superslitiny$150 – $500
Kobalt Chrome$150 – $300
Polymery$80 – $200

Cena prášku závisí na:

  • Náklady na základní materiál
  • Složení slitiny
  • Způsob výroby – atomizace plynem vs. vodou
  • Kvalita – nečistoty, distribuce velikosti částic
  • Objem nákupu – vyšší objemy dávají nižší ceny

Klíčem k maximalizaci hodnoty je vyvážení kvality prášku a cenové dostupnosti.

Pro a proti kovových vs. polymerních AM prášků

Výhody kovového prášku

  • Vysoká pevnost a tepelná odolnost
  • Vynikající trvanlivost a odolnost proti růstu trhlin
  • Široká škála pokročilých slitin
  • Může replikovat vlastnosti materiálu konečného dílu

Nevýhody kovového prášku

  • Vyšší náklady na materiál
  • V současné době omezené velikosti a dodavatelé
  • Požadovaná bezpečnostní opatření při manipulaci
  • Pro zpracování je zapotřebí více infrastruktury

Výhody polymerního prášku

  • Nižší náklady na materiál
  • Více dodavatelů a výběr materiálů
  • Obecně bezpečnější manipulace
  • Vyžaduje méně složitou infrastrukturu

Nevýhody polymerního prášku

  • Nižší pevnost, tepelná odolnost a životnost
  • V současné době omezené množství vysoce výkonných polymerů
  • Často se používá pro prototypování oproti konečným dílům
  • Nepředvídatelné a anizotropní vlastnosti materiálu

Správná volba závisí na požadavcích aplikace, provozních podmínkách a ekonomice.

Budoucí výhled pro AM prášek

Očekává se, že trh s AM práškem dosáhne do roku 2028 hodnoty přes 5 miliard dolarů, a to díky růstu v:

  • Leteckém a lékařském sektoru
  • Zavedení AM pro výrobní aplikace
  • Nové slitiny a materiály pro AM
  • Zavedení AM výrobci automobilů
  • Rozvoj dodavatelského řetězce s rostoucí poptávkou

Mezi klíčové budoucí příležitosti a vývoj patří:

  • Vstup nových výrobců AM prášku na trh
  • Konkurenční ceny se zvýšenými objemy
  • Vyšší čistota a zlepšená tekutost
  • Složení slitin na míru a optimalizace částic
  • Vylepšené procesy recyklace a ekonomika
  • Automatizovaná manipulace s práškem a správa zásob

AM prášky budou hrát nedílnou roli v pokračující expanzi a zavádění AM v klíčových výrobních odvětvích.

FAQ

Otázka: Jaké materiály jsou k dispozici pro aditivní výrobu?

Odpověď: Nejběžnějšími materiály jsou kovy, polymery, keramika a kompozity. Kovy zahrnují titan, hliník, nerezovou ocel, nástrojovou ocel, niklové slitiny a drahé kovy. Polymery zahrnují nylon, PEEK, ABS, polyamid.

Otázka: Jaký je nejpoužívanější AM kovový prášek?

Odpověď: Titanové slitiny, zejména Ti-6Al-4V, jsou nejběžnější kovové prášky používané v klíčových odvětvích, jako je letecký a lékařský průmysl.

Otázka: Jaká je optimální velikost částic AM prášku?

Odpověď: Standardní velikosti prášku se pohybují od 10 do 45 mikronů pro většinu procesů AM. Optimální velikost však závisí na konkrétním stroji a parametrech procesu.

Otázka: Kolik stojí kovový AM prášek?

Odpověď: Náklady na prášek se značně liší od 50 do 500 USD/kg v závislosti na slitině, kvalitě a objemu nákupu. Titan je na vyšším konci, zatímco hliník a ocel jsou levnější.

Otázka: Zhoršuje použití recyklovaného prášku vlastnosti materiálu?

Odpověď: Vlastnosti se mohou po opakované recyklaci zhoršit. Míra využití závisí na slitině a procesu recyklace. Spolupracujte se svým dodavatelem, abyste maximalizovali opětovné použití při zachování konzistence.

Otázka: Jaké jsou klíčové charakteristiky prášku pro AM?

Odpověď: Mezi klíčové charakteristiky patří chemické složení, distribuce velikosti částic, tvar, hustota, tekutost, nízký obsah vlhkosti a povrchové oxidy.

Otázka: Jak se vyrábí AM prášek?

Odpověď: Kovový prášek se vyrábí hlavně pomocí atomizace plynem nebo vodou. Polymery používají různé metody pulverizace. Keramika používá pokročilé procesy, jako je plazmová sféroidizace.

Otázka: Jak můžete určit kvalitu AM prášku?

Odpověď: Proveďte testování a charakterizaci podle průmyslových standardů pro parametry, jako je chemické složení, čistota, distribuce velikosti částic, rychlost toku, hustota a obsah vlhkosti.

Otázka: Jaká opatření jsou nutná při manipulaci s kovovým AM práškem?

Odpověď: Používejte vhodné OOP, minimalizujte prašnost, vyhýbejte se zdrojům zapálení, implementujte správné postupy skladování a údržby, dodržujte všechny doporučené bezpečnostní postupy.

Otázka: Jak se AM prášek liší od prášku pro jiné procesy, jako je MIM?

Odpověď: AM prášky vyžadují přísnější specifikace pro distribuci velikosti částic, sférickou morfologii, charakteristiky toku a čistotu, aby se maximalizovala kvalita dílů.

znát více procesů 3D tisku

Sdílet na

Facebook
Cvrlikání
LinkedIn
WhatsApp
E-mailem

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

Získejte Metal3DP
Produktová brožura

Získejte nejnovější produkty a ceník