Prášek pro aditivní výrobu

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.

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:

Vlastnictví	Podrobnosti	Význam
Chemie	Složení slitiny, úrovně čistoty	Ovlivňuje mikrostrukturu, vady a mechanické vlastnosti
Velikost částic	Průměrná velikost a rozložení	Vlivy na rozlišení, povrchovou úpravu, hustotu
Tvar částice	Sférické, nepravidelné, satelitní částice	Vliv na hustotu balení, tekutost, roztíratelnost
Hustota	Objemová a kohoutková hustota	Vyšší hustota umožňuje větší hustotu dílů
Charakteristiky toku	Průtoková rychlost, úhel sklonu	Zajištění hladkého roztírání prášku během tisku
Obsah vlhkosti	Nízký obsah vlhkosti	Zabraňuje aglomeraci a degradaci prášku
Povrchové oxidy	Tenká, rovnoměrná vrstva oxidu	Nízká 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:

Průmysl	Aplikace
Aerospace	Lopatky turbíny, konstrukce draku a motoru, držáky, chladiče
Lékařský	Ortopedické a zubní implantáty, chirurgické nástroje, zařízení přizpůsobená pacientovi
Automobilový průmysl	Odlehčené komponenty, zakázkové díly, nástroje
Průmyslový	Díly pro těžká zařízení, robotika, nástroje, přípravky a upínací přípravky
Spotřebitel	Šperky, sběratelské předměty, herní miniatury
Ropa a plyn	Vrtné 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:

Parametr	Možnosti
Materiály	Kovy, polymery, keramika, kompozity
Chemie	Různé slitiny, polymery, výztuže
Velikost částic	Nano, mikro, 10-45 μm, 15-150 μm atd.
Rozložení velikosti	K dispozici jsou úzké distribuce
Tvar částic	Převážně sférické
Hustota	Teoretická hustota až ~98%
Průtoková rychlost	Dosažení optimálních průtoků
Povrchové oxidy	Nízká úroveň oxidace
Kontaminace	Minimalizované množství nečistot
Obsah vlhkosti	Nízký 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

Powder suppliers and users should adhere to these standards to benchmark quality.

AM Powder Suppliers

Leading global AM powder manufacturers include:

Dodavatel	Materiály	Popis	Stanovení cen
AP&C	Ti, Al, CoCr, Steels	Specialist producer of spherical powders	$xx-$xxx/kg
Sandvik	Ti, Ni, Al, Steels	Wide alloy offerings for AM	$xx-$xxx/kg
Praxair	Ti, Ni, CoCr, Al	High quality atomized & alloy powders	$xx-$xxx/kg
Tesař	Ti, CoCr, SS, Al	Broad range of alloys and particle sizes	$xx-$xxx/kg
Přísady GE	Ti, Al, CoCr, Cu	OEM providing integrated AM solutions	$xx-$xxx/kg
Höganäs	Steels, SS	Major global powder metal supplier	$xx-$xxx/kg

There are numerous reputable global suppliers offering quality AM powders across metals, polymers, ceramics, and composites.

How to Select an Additive Manufacturing Powder Supplier

Here are key factors to consider when choosing an AM powder supplier:

• Technické znalosti in AM powder manufacturing
• Range of materials offered – metals, polymers, ceramics etc.
• Quality management – Powder characterization, sampling, testing, analysis, documentation, certifications
• Spherical powder capabilities – For density and flowability
• Customization abilities – Tailored size distribution, composition, coatings etc.
• AM process understanding – Powder optimized for your specific AM technology
• R&D expertise – Ongoing powder developments
• Zákaznická podpora – Application advice, troubleshooting, training
• Dodací lhůty – Inventory availability for quick delivery
• Stanovení cen – Competitive for your volume and quality needs

Partner with a powder manufacturer committed to consistent quality and technical support.

How to Store Additive Manufacturing Powder

Proper AM powder storage preserves material quality and prevents degradation:

• Store powder in original sealed containers away from humidity and contamination
• Maintain cool, dry facility conditions
• Limit temperature variations which can induce moisture absorption
• Use a first-in-first-out (FIFO) inventory system
• Only open container at time of use
• Discard used powder in a timely manner
• Conduct periodic quality checks on stored powder
  • Check chemistry, size distribution, flow rate, surface oxides
• Follow all safety precautions – PPE, inert gas handling, ignition source control

Proper storage is essential for powder stability and maximizing part quality over time.

Recycling Additive Manufacturing Powder

Used AM powder can be recycled:

Metoda	Přehled
Thermal	Heat treatment burns off coatings and impurities
Mechanické	Physical processes remove contamination and refresh particles
Chemické	Chemical processes strip surface oxides and coatings
Plasma	Plasma energy dissociates unwanted elements from powder

Benefits of recycling:

• Výrazně snižuje náklady na prášek
• More sustainable manufacturing
• Achieves high reuse rates in certain alloys

Work with your AM powder supplier to implement cost-effective powder recycling practices.

Analýza nákladů Prášky pro aditivní výrobu

AM powder costs vary significantly by material:

Materiál	Náklady 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

Powder cost depends on:

• Base material cost
• Složení slitiny
• Production method – gas vs water atomization
• Quality – impurities, particle size distribution
• Purchase volume – higher volumes give lower prices

Balancing powder quality with affordability is key for maximizing value.

Pros and Cons of Metal vs. Polymer AM Powders

Metal Powder Pros

• High strength and thermal resistance
• Excellent durability and crack growth resistance
• Wide range of advanced alloy options
• Can replicate final part material properties

Metal Powder Cons

• Higher material costs
• Limited sizes and suppliers currently
• Safety precautions required in handling
• More infrastructure needed for processing

Polymer Powder Pros

• Nižší náklady na materiál
• More suppliers and choice in materials
• Generally safer handling
• Requires less complex infrastructure

Polymer Powder Cons

• Lower strength, heat resistance, and durability
• Limited high performance polymers currently
• Often used for prototyping vs final parts
• Unpredictable and anisotropic material properties

The right option depends on application requirements, operating conditions, and economics.

Future Outlook for AM Powder

The AM powder market is projected to reach over $5 billion by 2028, led by growth in:

• Aerospace and medical sectors
• Adoption of AM for production applications
• New alloys and materials for AM
• Adoption of AM by auto manufacturers
• Supply chain development as demand scales up

Key future opportunities and developments include:

• New AM powder producers entering the market
• Competitive pricing with increased volumes
• Higher purity and improved flowability
• Custom alloy compositions and particle optimization
• Improved recycling processes and economics
• Automated powder handling and inventory management

AM powders will play an integral role in the AM industry’s continued expansion and adoption across critical manufacturing industries.

FAQ

Q: What materials are available for additive manufacturing?

A: The most common materials are metals, polymers, ceramics and composites. Metals include titanium, aluminum, stainless steel, tool steel, nickel alloys, and precious metals. Polymers include nylon, PEEK, ABS, polyamide.

Q: What is the most widely used AM metal powder?

A: Titanium alloys, particularly Ti-6Al-4V, are the most common metal powders used in key industries like aerospace and medical.

Q: What is the optimal AM powder particle size?

A: Standard powder sizes range from 10-45 microns for most AM processes. However, optimal size depends on the specific machine and process parameters.

Q: How much does metal AM powder cost?

A: Powder costs range widely from $50-$500/kg depending on the alloy, quality, and purchase volume. Titanium is on the higher end while aluminum and steel are lower cost.

Q: Does using recycled powder degrade material properties?

A: Properties can degrade after repeated recycling. Utilization rates depend on the alloy and recycling process. Work with your supplier to maximize reuse while maintaining consistency.

Q: What are key powder characteristics for AM?

A: Key characteristics include chemistry, particle size distribution, shape, density, flowability, low moisture content and surface oxides.

Q: How is AM powder produced?

A: Metal powder is mainly produced using gas or water atomization. Polymers use various pulverization methods. Ceramics use advanced processes like plasma spheroidization.

Q: How can you determine AM powder quality?

A: Conduct testing and characterization per industry standards for parameters like chemistry, cleanliness, particle size distribution, flow rate, density, and moisture content.

Q: What precautions are needed when handling metal AM powder?

A: Use appropriate PPE, minimize dust, avoid ignition sources, implement proper storage and housekeeping practices, follow all recommended safety procedures.

Q: How is AM powder different than powder for other processes like MIM?

A: AM powders require more stringent specifications for particle size distribution, spherical morphology, flow characteristics, and cleanliness to maximize part quality.

znát více procesů 3D tisku