Nickel alloy powder for 3d printing
All You Need To Know About Nickel alloy powder for 3d printing
kategorie produktů
Overview of Nickel Alloy Powder for 3D Printing
3D printing, also known as aditivní výroba, has revolutionized product design and manufacturing across industries like aerospace, automotive, medical, and consumer goods. Unlike traditional subtractive manufacturing which removes material, 3D printing builds up components layer-by-layer based on a digital 3D model.
One of the most popular technologies for metals 3D printing is powder bed fusion, where a thermal energy source selectively fuses regions of a powder bed. The unmatched design freedom, buy-to-fly ratio, and economic production of complex parts has driven huge adoption of powder bed technologies like selektivní laserové tavení (SLM), direct metal laser sintering (DMLS), and tavení elektronovým paprskem (EBM).
Nickel alloys are a versatile class of materials with properties like high strength, corrosion resistance, and heat resistance that make them ideal candidates for 3D printing. The most common nickel alloy powders used in powder bed fusion include Inconel superalloys, stainless steels, Hastelloys, Nimonics, Kovar, Invar, Monel, nickel-titanium alloys, and nickel-based superalloys.
Composition of Nickel Alloy Powders
Nickel alloys derive their properties from their elemental composition and microstructure. The nickel content varies from 2% to 99% for different alloys. Nickel imparts properties like corrosion resistance, oxidation resistance, and high-temperature strength. The alloying elements are added to enhance specific characteristics depending on the application.
Nickel Alloy Powder Compositions
Rodina slitin | Obsah niklu | Legující prvky |
---|---|---|
Inconel | 30-80% | Cr, Mo, Nb, Ta, Al, Ti, Fe |
Nerezová ocel | 2-20% | Cr, Mo, Mn, Si, C |
Hastelloy | 35-60% | Mo, Cr, W, Fe, Co |
Nimonic | Over 50% | Cr, Ti, Al, Mo |
Kovar | 17% | Fe, Co, Mn, Si |
Invar | 36% | Fe |
Monel | Over 67% | Cu, Fe, Mn, Si, C |
Nikl-titan | 55% Ni, 45% Ti | – |
Niklové superslitiny | Over 50% | Cr, Co, Mo, W, Ta, Al, Ti, Nb |
The chromium content in stainless steels and nickel superalloys improves oxidation and corrosion resistance. Molybdenum, tungsten, and tantalum enhance creep strength and high temperature mechanical properties. Iron in alloys like Kovar and Invar controls thermal expansion behavior. Aluminum, titanium, and niobium are added for precipitation hardening. Manganese improves hot ductility whereas carbon enhances strength and hardness. Silicon benefits fluidity and weldability.
Understanding how alloying influences microstructure formation and properties aids in selecting the optimal material for an application. Proper characterization and qualification of powder composition and quality is critical before printing mission-critical components.
Properties of Nickel Alloy Powders
The unique properties of nickel alloys printed from optimized powders enable their use across diverse applications and extreme environments. The table below summarizes the general properties for common alloy families.
Properties of Nickel Alloy Powder Families
Rodina slitin | Hustota | Bod tání | Pevnost v tahu | Tepelná vodivost | Tepelná roztažnost | Odolnost proti oxidaci | Odolnost proti korozi |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Inconel | 8.2-8.4 g/cc | 1300-1450°C | 750-1380 MPa | 11-16 W/mK | 12-16 μm/m°C | Vynikající | Vynikající |
Nerezová ocel | 7.5-8.1 g/cc | 1375-1500°C | 450-1100 MPa | 15-30 W/mK | 10-18 μm/m°C | Dobrý | Good-Excellent |
Hastelloy | 8.1-9.2 g/cc | 1260-1350°C | 550-1000 MPa | 6-22 W/mK | 12-16 μm/m°C | Good-Excellent | Vynikající |
Nimonic | 8.1-8.7 g/cc | 1260-1400°C | 500-1200 MPa | 10-30 W/mK | 12-17 μm/m°C | Dobrý | Dobrý |
Kovar | 8,2 g/cc | 1450°C | 550 MPa | 17 W/mK | 5.9 μm/m°C | Špatný | Špatný |
Invar | 8 g/cm3 | 1427°C | 200-450 MPa | 10.5 W/mK | 1.2 μm/m°C | Veletrh | Veletrh |
Monel | 8,8 g/cc | 1350-1370°C | 550-950 MPa | 21-48 W/mK | 13-17 μm/m°C | Veletrh | Vynikající |
Nikl-titan | 6.4 g/cc | 1240-1310°C | 600-900 MPa | 8-18 W/mK | 11 μm/m°C | Veletrh | Vynikající |
Niklové superslitiny | 8-9 g/cc | 1260-1350°C | 750-1400 MPa | 11-61 W/mK | 12.5-17 μm/m°C | Good-Excellent | Fair-Good |
The high melting point of nickel alloys prevents part distortion or deformation during processing. Strength levels over a wide temperature range enable load-bearing structural applications. Controlled thermal expansion behavior allows precision components with tight tolerances. The excellent corrosion and oxidation resistance facilitates usage in harsh environments like marine, chemical, and oil and gas.
By tailoring the powder composition and process parameters, material properties can be optimized for the design requirements. However, the anisotropic nature of additive manufacturing can result in directionally dependent properties. Proper design and quality assurance is key to achieve desired performance.
Applications of Nickel Alloy Powders
The versatility of nickel alloys makes them suitable for diverse applications across aerospace, defense, automotive, marine, oil and gas, chemical processing, power generation, medical, tooling, and other general engineering areas.
Průmysl Applications of Nickel Alloy Powder Families
Rodina slitin | Průmyslové aplikace |
---|---|
Inconel | Aerospace, defense, automotive, chemical processing, oil and gas, power generation, rocketry, missiles, nuclear |
Nerezová ocel | Aerospace, defense, automotive, medicine, marine, architecture, chemical, food processing, tooling, molds |
Hastelloy | Aerospace, defense, chemical processing, pollution control, power generation, oil and gas |
Nimonic | Aerospace, defense, power generation, chemical processing, tooling |
Kovar | Electronics, semiconductors, integrated circuits, packaging |
Invar | Electronics, optics, precision instruments, aerospace |
Monel | Marine, oil and gas, chemical processing, power generation, pulp and paper |
Nikl-titan | Medical devices, actuators, sensors, aerospace, oil and gas |
Niklové superslitiny | Aerospace, defense, power generation, oil and gas, automotive, tooling |
Some examples of nickel alloy parts produced by 3D printing include:
- Aerospace: Turbine blades, nozzles, combustors, valves, brackets, thermofluid components
- Automotive: Turbocharger rotors, manifolds, valves, drivetrain parts
- Medical: Implants, prosthetics, surgical instruments, patient-specific devices
- Oil and gas: Downhole tools, valves, wellhead components, pipe fittings
- Tooling: Injection molds, extrusion dies, jigs and fixtures, press tools
- General: Heat exchangers, fluid handling parts, fasteners, housings, enclosures
The excellent material properties, complex geometries, shorter lead times, reduced costs, and design flexibility enabled by 3D printing nickel alloys make them a very attractive option across many critical applications.
Nickel Alloy Powder Specifications
Nickel alloy powders are commercially available in various size distributions, morphologies, and quality levels tailored to 3D printing requirements. Common specifications are given below:
Typical Nickel Alloy Powder Specifications
Vlastnictví | Typické hodnoty |
---|---|
Složení slitiny | Custom alloys, grade per ASTM/ASME |
Tvar částic | Spherical, near-spherical |
Velikost částic | 10-45 mikronů |
Distribuce velikosti částic | D10: 15-25 μm, D50: 25-35 μm, D90: 35-45 μm |
Zdánlivá hustota | 2.5-5.5 g/cc |
Hustota poklepání | 4-8 g/cc |
Tekutost | Excellent per Hall flowmeter |
Zbytkový kyslík | 100-400 ppm |
Zbytkový dusík | 50-150 ppm |
Zbytkový uhlík | 100-300 ppm |
Spherical morphology and narrow particle size distribution with D10, D50 and D90 values in ideal ranges for the specific print process help achieve good density and mechanical properties. High flowability prevents powder agglomeration and spreadability issues during recoating. Low residual oxygen, nitrogen and carbon minimize contamination and porosity.
Powder quality, size parameters and other characteristics significantly influence final part properties and must align with printer and application requirements. Most suppliers provide custom alloy compositions and particle optimization to meet user specifications.
Nickel Alloy Powder 3D Printing Methods
The most common additive manufacturing methods used to process nickel alloy powders include:
Nickel Alloy Powder Print Processes
Metoda | Popis |
---|---|
Selektivní laserové tavení (SLM) | Powder bed fused by focused laser beam |
Přímé laserové spékání kovů (DMLS) | Similar to SLM but lower power laser |
Tavení elektronovým paprskem (EBM) | Powder bed fused by electron beam under vacuum |
Laserové nanášení kovů (LMD) | Powder injected into molten pool created by laser |
Usměrněná depozice energie (DED) | Similar to LMD with powder or wire feed |
Tryskání pojiva | Liquid bonding agent selectively printed on powder bed |
SLM and DMLS use a high power density laser to fully melt the metal powder into dense parts layerwise. EBM uses an electron beam as the power source to build parts under vacuum. Wire-fed LMD melts the incoming metal wire using a focused laser. Binder jetting prints a liquid binder to form the part followed by sintering.
The specific technique chosen depends on factors like part size, geometry complexity, surface finish, feature resolution, production rate, and cost. Each process requires optimization of printer settings and parameters tailored to the powder alloy composition.
Nickel Alloy Powder Process Parameters
Critical printer parameters for nickel alloys that require optimization for density, strength, precision, and surface finish include:
Typical SLM/DMLS Process Parameters
Parametr | Typický rozsah |
---|---|
Tloušťka vrstvy | 20-60 μm |
Výkon laseru | 100-400 W |
Rychlost skenování | 400-1200 mm/s |
Rozteč poklopů | 80-200 μm |
Velikost paprsku | 50-200 μm |
Strategie skenování | Chess, stripe, contour |
Podpůrná struktura | Regular, fragmented, hybrid |
Typical EBM Process Parameters
Parametr | Typický rozsah |
---|---|
Tloušťka vrstvy | 50-200 μm |
Electron beam power | 3-15 kW |
Speed function | 20-200 mm/s |
Line offset | 0.1-0.3 mm |
Zaostřovací posun | 15-35 mA |
Strategie skenování | Uni-directional, bi-directional |
Podpůrná struktura | Regular, heavy |
Lower layer thickness and beam size paired with higher scan speeds increase resolution, accuracy, and surface finish. Chess or strip scanning patterns are commonly used. Perimeter contours improve edge quality. Optimized support structures prevent deformation but are easier to remove. Preheating and powder recycling can aid density and material quality.
Advantages of 3D Printing Nickel Alloys
Additive manufacturing using optimized nickel alloy powders offers many benefits versus traditional manufacturing:
- Svoboda designu: Complex geometries not possible by machining
- Snížení hmotnosti: Lighter components by topology optimization
- Konsolidace části: Reduced assembly by printed complex shapes
- Přizpůsobení: Patient-matched medical devices, tooling
- Snížení množství odpadu: Only required volume of material used
- Shorter lead time: Weeks versus months for production tooling
- Process flexibility: Easy design iterations and optimization
- Performance benefits: Anisotropic strengths, embedded features
- Snížení nákladů: Eliminate tooling costs, low volume production
- Poměr nákupů a letů: Print only final part versus machining from block
3D printing expands the design envelope and enables novel nickel alloy parts not feasible or economical with conventional techniques. It is revolutionizing production across aerospace, medical, automotive, and other industries.
Nickel Alloy Powder Suppliers
Most major metal powder manufacturers now offer a range of nickel alloy powders optimized for additive manufacturing. Some leading suppliers include:
Key Nickel Alloy Powder Suppliers
Dodavatel | Key Alloy Grades |
---|---|
Met3DP | Inconel 625, 718, Hastelloy X, stainless steels |
Sandvik | Osprey stainless steels, superalloys, titanium alloys |
Praxair | Inconel 718, 625, Hastelloy X, stainless steels |
AP&C | Inconel 718, 625, stainless steels |
Technologie LPW | Inconel 718, stainless steels, nickel superalloys |
Řešení SLM | Stainless steel 316L, 17-4PH, nickel superalloys |
Přísady GE | Stainless steel 316L, Inconel 718, 625, Hastelloy |
Suppliers offer various size distributions, excellent powder flowability, low oxygen and moisture content, lot traceability, and custom alloys tailored to process and application requirements. Most provide specialized characterization to ensure consistent high quality powder.
Nickel Alloy Powder Cost
The average cost for common nickel alloy powders is summarized below:
Nickel Alloy Powder Costs
Materiál | Náklady na kg |
---|---|
Inconel 718 | $75-150 |
Inconel 625 | $60-120 |
Nerezová ocel 316L | $35-70 |
Stainless steel 17-4PH | $45-90 |
Hastelloy X | $85-170 |
Niklové superslitiny | $90-200 |
High performance alloys like Inconel 718 and Hastelloy X carry a premium while stainless steels tend to be the lowest cost option. However, material cost is only one component of total part cost. Value-add from design flexibility, performance benefits, and lead time reduction often offset higher powder prices for low volume production.
Buying powder in bulk quantities can reduce costs. Many suppliers also offer powder reuse and recycling services. Overall, the buyer must evaluate total cost including labor, post-processing, material utilization, mechanical properties, and other factors when selecting an appropriate nickel alloy powder.
Wholesale Price: $20/Kg-$200/Kg
Zobrazen 1. – 15. z 17 výsledků
-
GH3536 slitinový prášek
-
K465 slitinový prášek
-
GH3230 prášek
-
GH5188 prášek
-
GH3625 prášek Inconel 625 prášek
-
GH4169 prášek pro kovový 3D tisk
-
GH3230 prášek
-
GH 3625 prášek
-
Série vysokoteplotních slitin
-
GH4169 Prášek pro aditivní výrobu
-
K403 prášek na bázi niklu
-
Nejlepší prášek IN939 pro 3D tisk v roce 2024
-
Nejlepší prášek IN738LC pro 3D tisk v roce 2024
-
Nejlepší in718 prášek inconel 718 prášek pro kovový 3D tisk
-
Nejlepší Hastelloy X Powder丨Prášek z vysokoteplotní slitiny pro 3D tisk
Časté dotazy o 3D tisku kovového prášku
Jak mohu kontaktovat zákaznický servis Metal3DP?
Poskytujeme zákaznickou podporu 24/7. Naše kontaktní údaje najdete na stránce Kontaktujte nás, včetně telefonu, e-mailu a online chatu.
Jaké kovové práškové materiály Metal3DP nabízí?
Nabízíme různé vysoce kvalitní kovové prášky včetně nerezové oceli, vysokoteplotní slitiny, vhodné pro procesy, jako je fúze prášku laserem a elektronovým paprskem.
Jak Metal3DP zajišťuje kvalitu 3D tiskového kovového prášku?
Díky rozsáhlým odborným znalostem v oblasti výroby aditiv kovů využíváme pokročilé procesy a přísnou kontrolu kvality, abychom zajistili mechanické vlastnosti a kvalitu povrchu dílů.
V jakých průmyslových odvětvích se používají 3D tisková zařízení Metal3DP?
Naše zařízení mají širokou škálu aplikací v průmyslových odvětvích, jako je letectví, lékařství, automobilový průmysl a další, a poskytují řešení pro vysoce výkonné kovové součásti ve výrobě.
Nabízí Metal3DP vlastní možnosti slitin?
Ano, poskytujeme vlastní služby z oblasti slitin, abychom splnili specifické požadavky klientů na materiály.
Jaké jsou výhody systémů SEBM od Metal3DP?
Naše systémy SEBM vynikají ve výrobě složitých kovových dílů s výjimečnými mechanickými vlastnostmi. Mezi klíčové vlastnosti patří špičkový objem sestavení, přesnost a spolehlivost.
Mohu na webu Metal3DP najít aplikační pouzdra?
Ano, naše webové stránky předvádějí širokou škálu případů aplikací demonstrujících úspěšné implementace technologie Metal3DP v různých odvětvích.
Jak mohu začít spolupracovat s Metal3DP?
Kontaktujte nás a náš tým vám poskytne řešení a plány spolupráce na míru podle vašich potřeb.
Jaká je doba obratu u zákaznických služeb Metal3DP?
Doba zpracování zákaznických služeb se liší v závislosti na složitosti projektu. Na základě vašich požadavků vám poskytneme přesné dodací lhůty.
Jaké technologie 3D tisku Metal3DP nabízí?
Specializujeme se na selektivní laserové sintrování (SLS), selektivní laserové tavení (SLM) a selektivní tavení elektronovým paprskem (SEBM) a další technologie 3D tisku.
POŠLI NÁM
Zeptat se na další otázku?
Pokud nemůžete najít odpověď na svou otázku v našich FAQ, můžete nám vždy zanechat zprávu. Brzy vám odpovíme.
POČKEJ NA NÁS
Další krok
01. Zpracujeme návrh
Požadovaný rozsah, časový rozvrh a RPSN. Cena bude zahrnuta, pokud nám poskytnete podrobné informace o projektu.
02. Diskutujte o tom společně
Pojďme se seznámit a probrat všechny možné varianty a možnosti
03. Začněme stavět
Když je podepsána smlouva a jsou stanoveny všechny cíle, můžeme začít s prvním sprintem.
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731