Kovové prášky vhodné pro SLM

Selektivní laserové tavení (SLM) způsobila revoluci ve výrobě a umožňuje vytvářet složité, vysoce výkonné kovové díly přímo z digitálních modelů. Srdcem této technologie je však zásadní složka: kovové prášky. Tyto pečlivě navržené materiály hrají klíčovou roli při určování úspěchu a kvality součástí vyrobených technologií SLM.

Charakteristiky kovových prášků vhodných pro SLM

Prášky SLM mají jedinečné vlastnosti, které je odlišují od běžných kovových prášků. Podívejte se na ně blíže:

• Velikost a distribuce částic: Prášky SLM jsou neuvěřitelně jemné, obvykle mají průměr od 15 do 45 mikronů. To zajišťuje účinné laserové tavení a vytváření vrstev během procesu SLM. Úzká distribuce velikosti částic, kdy většina částic spadá do určitého rozmezí velikosti, je klíčová pro konzistentní tok materiálu a dobrou hustotu balení v loži prášku.
• Sféricita: V ideálním případě by prášky pro SLM měly mít sférický nebo téměř sférický tvar. To minimalizuje povrch a podporuje optimální tekutost, která je nezbytná pro rovnoměrné rozložení v konstrukční komoře a hladké vytváření vrstev.
• Chemické složení: Specifické složení kovového prášku přímo ovlivňuje vlastnosti finálního tištěného dílu. Prášky pro SLM jsou často vysoce čisté kovy nebo přesně formulované slitiny, aby bylo dosaženo požadované mechanické pevnosti, odolnosti proti korozi a dalších výkonnostních charakteristik.
• Tekutost: Vynikající tekutost je nezbytná pro zajištění konzistentního rozprostření prášku a tvorby vrstev během procesu SLM. Špatná tekutost může vést k nepravidelnostem, defektům, a dokonce k poruchám sestavení.

Aplikace kovových prášků v SLM

Selektivní laserové tavení (SLM) způsobilo revoluci ve výrobě díky své schopnosti vytvářet složité, vysoce výkonné díly přímo z digitálních modelů. Kouzlo SLM však nespočívá pouze v technologii, ale také v použitých materiálech: kovové prášky. Tyto pečlivě zpracované prášky jsou klíčem k odemknutí široké škály aplikací v různých průmyslových odvětvích.

Vzlet v letectví a kosmonautice:

V letectví a kosmonautiky v průmyslu, kde záleží na každém gramu, jsou prášky SLM skvělé. Jejich schopnost přeměny na lehký, ale neuvěřitelně pevný komponenty pro letadla, kosmické lodě a pohonné systémy mění pravidla hry. Ve srovnání s tradičními výrobními metodami nabízejí tyto komponenty výrazné snížení hmotnosti, což vede k vyšší účinnost paliva a lepší výkon. Představte si lehčí letadla, která potřebují méně paliva, což znamená delší dolet, větší nosnost a menší dopad na životní prostředí.

Léčení a posilování v lékařských a zubních oborech:

The lékařské a zubní oborů došlo ke změně paradigmatu zavedením biokompatibilních prášků SLM. Tyto prášky, často vyrobené z titan nebo kobalt-chrom, se používají k vytvoření implantáty, protetika a zubní náhrady. které se hladce integrují s lidským tělem. Jejich vynikající biokompatibilita zajišťuje minimální odmítnutí, zatímco jejich osseointegrace (splynutí s kostí) podporuje dlouhodobou funkčnost. Navíc jejich mechanické vlastnosti věrně napodobují přirozenou kostní tkáň, které pacientům poskytují přirozený pocit a lepší funkčnost.

Řazení rychlostních stupňů v automobilovém průmyslu:

The automobilový průmysl průmysl neustále usiluje o zvýšení spotřeby paliva a výkonu. Prášky SLM se na tuto výzvu podílejí tím, že umožňují vytvářet složité, lehké součásti motoru, převodovky a další díly.. Tyto komponenty nejen snížit hmotnost, ale také nabízejí větší volnost při navrhování, což umožňuje vytvářet díly s optimalizované tvary a funkce, což vede k výraznému zvýšení celkového výkonu vozidla.

Výhody a úvahy o použití kovových prášků při SLM

výhody:

• Svoboda designu: SLM umožňuje vytvářet složité geometrie a vnitřní prvky, které jsou při tradičních výrobních metodách nemožné.
• Odlehčení: Použití kovových prášků umožňuje vyrábět lehké součásti, které jsou klíčové pro aplikace v letectví, automobilovém průmyslu a dalších odvětvích citlivých na hmotnost.
• Optimalizace výkonu: Možnost přizpůsobit složení kovových prášků umožňuje vytvářet díly se specifickými mechanickými vlastnostmi, jako je vysoká pevnost, odolnost proti korozi nebo biokompatibilita.
• Snížení množství odpadu: V porovnání s tradičními metodami, jako je obrábění, minimalizuje SLM materiálový odpad, protože nepoužitý prášek lze recyklovat a znovu jej do procesu vložit.

Úvahy:

• Náklady: Technologie SLM a kovové prášky mohou být ve srovnání s tradičními výrobními metodami drahé. To je často zmírněno výhodami volnosti konstrukce, optimalizace výkonu a odlehčení.
• Složitost procesu: SLM vyžaduje odborné znalosti v oblasti obsluhy stroje, manipulace s práškem a optimalizace procesu, aby bylo dosaženo konzistentní kvality a požadovaných vlastností dílů.
• Drsnost povrchu: V porovnání s některými tradičními metodami mohou díly vyrobené metodou SLM vykazovat mírně drsnější povrch. K dosažení hladšího povrchu však lze použít techniky následného zpracování, jako je leštění nebo obrábění.

Kovové prášky: Různorodá krajina

Fascinující aspekt SLM je široká škála dostupných kovových prášků, z nichž každý nabízí jedinečné vlastnosti a je určen pro specifické aplikace. Zde je deset významných příkladů spolu s jejich klíčovými vlastnostmi a aplikacemi:

1. Nerezová ocel 316L:

• Složení: Slitina nerezové oceli s chromem, niklem a molybdenem, která nabízí vynikající odolnost proti korozi, biokompatibilitu a dobrou pevnost.
• Aplikace: Lékařské a zubní implantáty, letecké komponenty, zařízení pro zpracování chemikálií.

2. Inconel 625:

• Složení: Superslitina na bázi niklu a chromu známá pro své vysokoteplotní vlastnosti.

3. Třída titanu 2:

• Složení: Komerčně čistý titan, ceněný pro svou vynikající biokompatibilitu, nízkou hustotu a dobrou odolnost proti korozi.
• Aplikace: Lékařské implantáty, letecké komponenty, sportovní zboží.

4. Hliník Si10Mg:

• Složení: Slitina hliníku s křemíkem a hořčíkem, která nabízí dobrou rovnováhu mezi pevností, tažností a úsporou hmotnosti.
• Aplikace: Automobilové komponenty, spotřební elektronika, prototypy.

5. Kobalt-chrom (CoCr):

• Složení: Slitina kobaltu a chromu, známá pro svou vysokou pevnost, odolnost proti opotřebení a biokompatibilitu.
• Aplikace: Lékařské implantáty, zubní náhrady, řezné nástroje.

6. Nikl (Ni):

• Složení: Čistý nikl s dobrou elektrickou a tepelnou vodivostí a odolností proti korozi.
• Aplikace: Elektrické komponenty, výměníky tepla, zařízení pro chemické zpracování.

7. Měď (Cu):

• Složení: Čistá měď, známá svou vynikající elektrickou a tepelnou vodivostí.
• Aplikace: Chladiče, elektrické vodiče, elektromagnetické součástky.

8. Nástrojářská ocel (H13):

• Složení: Legovaná ocel určená pro nástrojové a zápustkové aplikace, která nabízí vysokou pevnost, odolnost proti opotřebení a tvrdost za tepla.
• Aplikace: Formy, zápustky, razníky, nástrojové destičky.

9. Maraging Steel:

• Složení: Nízkouhlíková ocel s vysokým obsahem niklu známá pro svou výjimečnou pevnost a houževnatost po stárnutí při nízkých teplotách.
• Aplikace: Letecké komponenty, vysoce výkonné nástroje, součásti střelných zbraní.

10. Tantal (Ta):

• Složení: Kov vzácných zemin ceněný pro svůj vysoký bod tání, vynikající odolnost proti korozi a biokompatibilitu.
• Aplikace: Lékařské implantáty, zařízení pro chemické zpracování, vysokoteplotní kelímky.

Závěr

Kovové prášky hrají zásadní roli při uvolňování potenciálu selektivního laserového tavení. Jejich jedinečné vlastnosti a rozmanitý sortiment vyhovují rostoucímu počtu průmyslových odvětví a aplikací a posouvají hranice designu, výkonu a účinnosti. Jako SLM technologie se nadále vyvíjí, můžeme očekávat další pokroky ve vývoji kovových prášků, které dále rozšíří možnosti této transformační výrobní metody.

Nejčastější dotazy

Co je selektivní laserové tavení (SLM)?

SLM je aditivní výrobní technologie, která využívá vysoce výkonný laser k selektivnímu tavení a spojování kovového prášku po vrstvách, čímž vytváří složité trojrozměrné objekty z digitálního modelu.

Jaké materiály lze použít při SLM?

Při SLM lze použít širokou škálu kovových prášků, včetně:

Titan a jeho slitiny: Díky vysoké pevnosti, nízké hmotnosti a biokompatibilitě se běžně používají v leteckém a lékařském průmyslu.

Nerezová ocel: Univerzální a široce používaný v různých průmyslových odvětvích díky své pevnosti, odolnosti proti korozi a cenové dostupnosti.

Nikl a jeho slitiny: Používají se v aplikacích s vysokými teplotami a vysokým namáháním díky své vynikající tepelné odolnosti a mechanickým vlastnostem.

Hliník a jeho slitiny: Jsou ceněny pro své lehké vlastnosti a používají se v aplikacích, kde je důležité snížit hmotnost.

Drahé kovy: Používá se při výrobě šperků a dalších vysoce hodnotných aplikací.

Jaké jsou výhody používání SLM?

Svoboda designu: SLM umožňuje vytvářet složité geometrie a složité prvky, které jsou obtížně dosažitelné nebo nemožné tradičními výrobními metodami.

Lehké díly: Součásti vyráběné metodou SLM jsou často lehčí než tradičně vyráběné součásti, což vede ke zvýšení palivové účinnosti a výkonu v aplikacích, jako je letecký a automobilový průmysl.

Přizpůsobení: SLM umožňuje efektivní výrobu dílů na míru a kusových výrobků.

Snížení množství odpadu: V porovnání s tradičními subtraktivními výrobními metodami vzniká při SLM minimum odpadního materiálu.

Jaká jsou omezení SLM?

Náklady: Zařízení a materiály pro SLM mohou být drahé, což je méně vhodné pro hromadnou výrobu jednoduchých dílů.

Drsnost povrchu: Díly vyrobené metodou SLM mohou mít ve srovnání s některými tradičními metodami drsnější povrch, což vyžaduje dodatečné následné zpracování.

Omezený výběr materiálů: Přestože se nabídka kompatibilních materiálů rozšiřuje, stále není tak rozsáhlá jako u tradičních metod.

Jaké jsou některé aplikace SLM?

SLM se používá v různých průmyslových odvětvích, včetně:

Letectví: Lehké a vysoce pevné součásti pro letadla, kosmické lodě a pohonné systémy.

Lékařská a zubní péče: Biokompatibilní implantáty, protetika a zubní náhrady.

Automobilový průmysl: Složité a lehké součásti motoru, převodovky a další díly.

Spotřební zboží: Šperky, sportovní zboží a spotřební elektronika na míru.

znát více procesů 3D tisku