Úvod do 3D tisku Inconel
Obsah
Inconel je nikl-chromová superslitina, kterou lze vytisknout 3D tiskem pomocí různých procesů aditivní výroby kovů. Tento průvodce poskytuje podrobný přehled o 3D tisku Inconelu včetně použitelných technologií, vlastností materiálu, aplikací, úvah a dalších informací.
Úvod do 3D tisk Inconel
Inconel označuje skupinu superslitin na bázi niklu a chromu, které vykazují vysokou pevnost, odolnost proti korozi a tepelnou odolnost. Mezi klíčové vlastnosti, díky nimž je Inconel vhodný pro 3D tisk, patří:
- Pevnost při vysokých teplotách a odolnost proti tečení
- Odolnost proti oxidaci a korozi
- Dobré mechanické vlastnosti
- Svařitelnost a zpracovatelnost
- K dispozici ve formě prášku pro procesy AM s kovy
Varianty slitin Inconel, jako jsou Inconel 718 a 625, se široce používají v leteckých motorech, plynových turbínách, jaderných reaktorech a dalších náročných aplikacích. Aditivní výroba umožňuje vyrábět komplexní, optimalizované díly Inconel pro lepší výkon.
Tento průvodce se zabývá třídami Inconelu pro AM, použitelnými procesy, parametry, vlastnostmi, aplikacemi, následným zpracováním, náklady a srovnáním.
Třídy slitin Inconel pro 3D tisk
Mezi hlavní superslitiny Inconelu, které lze tisknout 3D tiskem, patří:
Třídy Inconelu pro AM
Slitina | Složení | Klíčové vlastnosti |
---|---|---|
Inconel 718 | Ni, Cr, Fe, Nb, Mo | Pevnost, houževnatost, svařitelnost |
Inconel 625 | Ni, Cr, Mo, Nb | Odolnost proti korozi, únavová pevnost |
Inconel 939 | Ni, Co, Cr, W, Nb, Ti | Tvrdost za tepla, pevnost při tečení |
Inconel X-750 | Ni, Cr, Fe, Ti, Al | Odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách |
- Inconel 718 je nejrozšířenější třídou pro 3D tisk díky své optimální pevnosti a ceně.
- Inconel 625 nabízí nejlepší odolnost proti korozi a je vhodný pro námořní aplikace.
- Inconel X-750 odolává extrémním teplotám až do 700 °C.
- Třídy jsou optimalizovány pro konkrétní provozní podmínky a požadavky.
- Slitiny Inconel lze také formulovat a tisknout na 3D tiskárně.
![Úvod do 3D tisku Inconel 1 3D tisk Inconel](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/K403-Powder.jpg)
Procesy 3D tisku pro Inconel
Inconel lze vytisknout jak pomocí procesu tavení v práškovém loži, tak pomocí procesu nanášení směrovanou energií:
Procesy 3D tisku Inconel
Proces | Metody | Popis |
---|---|---|
Powder Bed Fusion | DMLS, SLM, EBM | Lože prášku se selektivně taví laserem nebo elektronickým paprskem. |
Řízená depozice energie | LENS, nanášení kovového plazmatu, drátový oblouk AM | Fokusovaný zdroj tepla taví kovový prášek nebo drát. |
- Pro tisk Inconelu se nejčastěji používají procesy s práškovým ložem, jako je DMLS a EBM.
- Metody DED, jako je LENS, se používají pro opravy a velké díly téměř síťového tvaru.
- Parametry procesu musí být optimalizovány pro každou konkrétní slitinu Inconelu.
- Doporučuje se následné zpracování, jako je tepelné zpracování snižující napětí.
Vlastnosti 3D tištěný Inconel
3D tištěný Inconel vykazuje následující vlastnosti:
Vlastnosti 3D tisku Inconel
Vlastnictví | Typické hodnoty |
---|---|
Hustota | 8,19 g/cm3 |
Pevnost v tahu | 1000-1300 MPa |
Pevnost v tahu | 500-1100 MPa |
Prodloužení při přetržení | 10-40% |
Bod tání | 1350-1430°C |
Tepelná vodivost | 11-20 W/mK |
Odolnost proti korozi | Vynikající v různých prostředích |
Tepelná odolnost | Vynikající do 700 °C |
- Mechanické vlastnosti jsou stejné nebo vyšší než u tradičně vyráběného Inconelu.
- Směrově tuhnoucí mikrostruktury mají za následek anizotropní vlastnosti.
- Následné zpracování, jako je HIP, zlepšuje hustotu, tažnost a izotropii.
- Vlastnosti výrazně závisí na parametrech procesu 3D tisku.
Aplikace 3D tištěného Inconelu
Mezi klíčová průmyslová odvětví využívající aditivně vyráběné díly Inconel patří:
Aplikace 3D tisku Inconel
Průmysl | Používá |
---|---|
Aerospace | Lopatky turbín, části motorů, trysky, náporové komory |
Ropa a plyn | Ventily, součásti ústí vrtu, tlakové nádoby |
Jaderné | Vnitřní části reaktoru, výměníky tepla |
Automobilový průmysl | Kola turbodmychadla, součásti výfuku |
Chemické | Čerpadla, ventily, reakční nádoby |
Lékařský | Implantáty, chirurgické nástroje |
- Letecký průmysl je největším odběratelem superslitinových součástí kritických pro let.
- Ropa a plyn využívají pevnost při vysokých teplotách pro vybavení vrtů.
- V jaderném průmyslu se používá pro odolnost proti radioaktivní korozi.
- Sportovní aplikace v automobilovém průmyslu využívají výhod lehkých optimalizovaných geometrií.
- Zdravotnictví využívá biologickou kompatibilitu pro implantáty a nástroje.
Výhody 3D tisku Inconel vs. tradiční výroba
Hlavní výhody 3D tisku Inconelu ve srovnání s běžnými metodami:
3D tisk vs. odlévání/obrábění
- Volnost při výrobě složitých, organických geometrií, které jinak nejsou možné.
- Možnost optimalizace a kombinace dílů pro zvýšení hmotnosti a výkonu
- Zkrácení dodací lhůty a nákladů na malosériovou výrobu
- Řeší omezení subtraktivních metod v oblasti nástrojů a přípravků.
- Umožňuje funkční gradaci a optimalizaci topologie
- Snížení plýtvání materiálem pomocí optimalizovaných návrhů
- Výroba na vyžádání "just-in-time" v blízkosti místa použití
Analýza nákladů na 3D tisk z materiálu Inconel
Náklady na 3D tisk Inconelu se liší v závislosti na:
Hnací síly nákladů
- Nákup AM stroje, provozní náklady
- Náklady na práškový materiál Inconel (~$100-200/kg)
- Práce na návrh, tisk, následné zpracování
- Objem výroby
- Velikost dílu a složitost geometrie
- Požadavky na následné zpracování
Typický rozsah nákladů na díly
- $50 - $500 na kg tištěných dílů
- Malé díly ~ $100 - $5000
- Větší složité letecké komponenty mohou stát $15,000+
Výzvy 3D tisk Inconel
Některé problémy s Inconelem AM zahrnují:
- Vysoké náklady na materiál pro práškový Inconel
- Kontrola zbytkových napětí
- Požadavek na izostatické lisování za tepla (HIP)
- Vysoká drsnost povrchu vyžadující rozsáhlé obrábění
- Omezený počet schopných dodavatelů AM zařízení
- Optimalizace procesních parametrů pro každou třídu slitiny
- Zajištění opakovatelnosti a standardů kvality
Další vývoj technologie AM nadále zlepšuje tisknutelnost, povrchovou úpravu, vlastnosti materiálu a snižuje náklady na tisk Inconelu.
Srovnání Inconelu s jinými materiály pro 3D tisk
Inconel vs. jiné materiály pro AM
Materiál | Klady | Nevýhody |
---|---|---|
Slitiny titanu | Nižší hustota, vynikající pevnost | Schopnost pracovat při nižších teplotách |
Nerezové oceli | Náklady, dostupnost | Nižší pevnost než Inconel |
Nástrojové oceli | Tvrdost, odolnost proti opotřebení | Problémy s praskáním |
Kobaltový chrom | Biokompatibilita | Omezená pevnost při vysokých teplotách |
Slitiny hliníku | Nižší náklady a hustota | Mnohem nižší pevnost |
- Inconel poskytuje nejlepší kombinaci vysoké pevnosti, tepelné odolnosti a odolnosti proti korozi.
- Je dražší než nerezové oceli, ale může pracovat při mnohem vyšších teplotách.
- Titan má lepší poměr pevnosti a hmotnosti, ale nižší provozní limit.
- Výběr závisí na konkrétních požadavcích aplikace.
Klíčové poznatky o 3D tisku Inconelu
- Superslitiny niklu a chromu Inconel poskytují vysokou pevnost a teplotní odolnost.
- Široce používané třídy jsou Inconel 718, 625, X-750, které lze tisknout 3D tiskem.
- Hlavními procesy jsou metody tavení v práškovém loži jako DMLS/SLM a DED.
-zjistit - Srovnatelné a často překonávající tradičně vyráběný Inconel.
- Hlavními oblastmi použití jsou letecké motory a jaderné reaktory.
- Náklady na tisk se pohybují v rozmezí $50-500 za kg v závislosti na faktorech, jako je velikost.
- Cílem pokroku je snazší tisk, lepší povrchová úprava a širší využití.
Nejčastější dotazy
Otázka: K čemu se Inconel používá při 3D tisku?
Odpověď: Inconel se používá k 3D tisku vysoce výkonných součástí vyžadujících tepelnou odolnost pro letecké motory, plynové turbíny, jaderné reaktory a další aplikace.
Otázka: Který proces 3D tisku je pro Inconel nejlepší?
Odpověď: Pro tisk slitin Inconelu se nejčastěji používají metody tavení v práškovém loži, jako je DMLS a SLM. Procesy DED, jako je LENS, však nabízejí výhody pro velké tvary blízké síti.
Otázka: Vyžaduje 3D tisk Inconelu následné zpracování?
Odpověď: Ano, doporučuje se následné zpracování, například izostatické lisování za tepla (HIP), které zmírní vnitřní pnutí a zlepší izotropii a vlastnosti materiálu.
Otázka: Je 3D tištěný Inconel stejně pevný jako tepaný Inconel?
Odpověď: Ano, aditivní výroba dokáže vyrobit díly Inconel s mechanickými vlastnostmi, které odpovídají nebo převyšují vlastnosti tradičně vyráběného tepaného Inconelu.
Otázka: Jaké jsou rozdíly mezi Inconelem 718 a 625?
Odpověď: Inconel 718 nabízí lepší celkové mechanické vlastnosti, zatímco Inconel 625 poskytuje vynikající odolnost proti korozi, zejména v mořském prostředí.
Otázka: Je 3D tisk Inconelu obtížný?
Odpověď: Tisk na inconel může být ve srovnání s kovy, jako je hliník nebo titan, náročnější. Je třeba pečlivě optimalizovat parametry tiskárny, aby bylo možné kontrolovat zbytková napětí a praskání.
Otázka: Jaké přesnosti lze dosáhnout pomocí 3D tisku z Inconelu?
Odpověď: U dílů Inconel AM je možná rozměrová přesnost přibližně ±0,1-0,2% v závislosti na použitém procesu. V případě potřeby lze přesnost dále zvýšit obráběním.
Otázka: Je potištěný Inconel stejně pevný jako Inconel zpracovaný za tepla?
Odpověď: Ano, tavením v práškovém loži lze u Inconelu dosáhnout jemné mikrostruktury, což vede k pevnostem srovnatelným nebo vyšším než u komponentů zpracovaných za tepla.
Otázka: Jakou povrchovou úpravu lze očekávat u dílů Inconel AM?
O: Drsnost povrchu po tisku se obvykle pohybuje v rozmezí 10-25 mikronů Ra. Pro dosažení jemnějšího povrchu je často nutné další obrábění a leštění.
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
O Met3DP
Přehrát video
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.
![malé kovové 3dp logo](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731