molybdeenlegering voor metaaladditieve productie

Inhoudsopgave

Overzicht van kracht van molybdeenlegering

Molybdeenlegeringspoeder is een belangrijk materiaal voor industriële metaal 3D printtoepassingen zoals tooling, lucht- en ruimtevaart, olie en gas en optiek.

Belangrijkste kenmerken van molybdeen-legeringspoeder:

AttribuutBeschrijving
Sterkte bij hoge temperaturenBehoudt sterkte tot 1300°C
WarmtegeleidingOp hetzelfde niveau als staal, 2-3X dat van titanium
CorrosieweerstandUitstekende weerstand tegen zuren en chloriden
Algemene legeringenMo-Ti, Mo-TiB2, Mo-La2O3, Mo-ZrO2
ToepassingenGereedschappen, lucht- en ruimtevaart, optica, nucleair

Het hoge smeltpunt, de sterkte en thermische eigenschappen van molybdeen maken het zeer waardevol voor geprinte onderdelen die onder extreme temperaturen werken. Het biedt nieuwe ontwerpmogelijkheden ten opzichte van traditionele molybdeenverwerking.

kracht van molybdeenlegering

Toepassingen van kracht van molybdeenlegering

De unieke eigenschappen van molybdeenlegeringen maken ze geschikt voor:

IndustrieToepassingen
GereedschapPlastic spuitgietmatrijzen, extrusiematrijzen, vormgereedschap
Lucht- en ruimtevaartVoorranden, straalbuizen, motoronderdelen
OptiekSpiegels, precisieoptiek, substraten
NucleairPlasma gerichte componenten, hitteschilden
Olie en gasDownhole-gereedschap, kleppen, boorkoponderdelen

3D-printen maakt complexe componenten op basis van molybdeen mogelijk met conforme koelkanalen en lichtgewicht roosters die niet mogelijk zijn met conventionele methoden.

Enkele specifieke toepassingen die gebruik maken van molybdeenlegeringen zijn onder andere:

  • Spuitgietmatrijzen met conforme koeling voor kortere cyclustijden
  • Voorranden van hypersonische voertuigen die bestand zijn tegen intense verhitting
  • Spiegelsubstraten die bestand zijn tegen thermische vervorming
  • Straalpijpen voor lucht- en ruimtevaart met geïntegreerde koelkanalen
  • Onderdelen voor downhole boren die sterk en corrosiebestendig moeten zijn

Molybdeenlegeringen maken lichtere, beter presterende metalen onderdelen mogelijk in verschillende industrieën.

Populaire molybdeen legering macht voor Metal AM

Veel gebruikte molybdeenlegeringen voor 3D printen met metaalpoederbedfusie zijn onder andere:

LegeringKenmerkenToepassingen
Mo-TiHoge sterkte, 1200°C gebruikRuimtevaart, nucleair
Mo-La2O3Uitstekende kruipweerstandRuimtevaart, optica
Mo-ZrO2Breuktaaiheid, vervormbaarheidIndustrieel, gereedschap
Mo-TiB2Hardheid, slijtvastheidGereedschap, optiek
Mo-ReSterkte bij hoge temperaturenNucleair, lucht- en ruimtevaart

Het hoge smeltpunt van molybdeen maakt een breed scala aan legeringsadditieven mogelijk om eigenschappen als hardheid, sterkte, vervormbaarheid en corrosiebestendigheid naar wens aan te passen.

molybdeenlegering macht Kenmerken

Molybdeen legeringspoeder voor metaal AM heeft de volgende eigenschappen:

ParameterDetails
DeeltjesvormBolvormig, sommige satellieten toegestaan
Deeltjesgrootte15-45 micron typisch
GrootteverdelingD10, D50, D90 binnen nauwe marges
VloeibaarheidUitstekende vloei, niet geagglomereerd
Schijnbare dichtheidMeer dan 4 g/cc
PuurheidHoge zuiverheid, bij voorkeur zuurstofarm

Gasatomisatie wordt vaak gebruikt om het bolvormige poeder van de molybdeenlegering te produceren dat ideaal is voor poederbedfusieprinten.

Het controleren van de samenstelling en het minimaliseren van onzuiverheden zoals zuurstof zijn van cruciaal belang om de beoogde materiaaleigenschappen in de geprinte onderdelen te bereiken.

Vereisten voor metalen 3D printers

Voor het printen van onderdelen van molybdeenlegeringen zijn robuuste industriële metaalprinters met:

SysteemTypische specificatie
Laserkracht300-500W
Bouw volumeMinimaal 250 x 250 x 300 mm
Inert gasArgon heeft de voorkeur boven stikstof
Precisie-optiekMinimale spotgrootte 50 micron
Behandeling van poederGesloten-lus metaalpoedersysteem
Operationele softwareVergemakkelijkt productie in plaats van prototyping

Het hoge smeltpunt van molybdeenlegeringen vereist voldoende laservermogen en gasbescherming. Geautomatiseerde poederbehandelingssystemen verbeteren de productiviteit en recyclebaarheid van het poeder.

Procesparameters voor metaal 3D printen

Typische laserprocesparameters voor poederbedfusie van molybdeenlegeringen:

ParameterBereik
Laserkracht250-500 W
Scansnelheid400-1200 mm/s
Hatch-afstand80-180 μm
Laagdikte20-100 µm
Diameter straal50-100 µm
AfschermingsgasArgon, 0-5% waterstofmengsels

Lagere porositeit en hogere dichtheden worden bereikt met een hoger laservermogen en een fijnere afstand tussen de arceringen.

Procesoptimalisatie is nodig om voor elke molybdeenlegering een balans te vinden tussen dichtheid en restspanningen en scheurneiging.

kracht van molybdeenlegering

Ontwerprichtlijnen voor metaal 3D printen

Belangrijkste ontwerpprincipes voor onderdelen van molybdeenlegeringen:

OntwerpaspectRichtlijnen
WanddikteMinimale dikte 1-2 mm
Overstekken45-60° minimaal zonder steunen
OppervlakteafwerkingAs-print is ruw, nabewerken indien nodig
Resterende spanningZorgvuldige scanstrategieën en gloeien
OndersteuntZorgvuldig ontwerp om het gebruik van steunen te minimaliseren

De hoge stijfheid van molybdeenlegeringen maakt restspanningsbeheer kritisch. Er is simulatiesoftware nodig om scanpatronen en ondersteuningsstructuren te optimaliseren.

Mechanische eigenschappen van gedrukte kracht van molybdeenlegering

Typische mechanische eigenschappen van gedrukte molybdeenlegeringen:

LegeringDichtheid (g/cc)Sterkte (MPa)Hardheid (HV)
Mo-Ti9.9700-900350-450
Mo-La2O310.1850-1050400-500
Mo-ZrO29.8600-800300-400
Mo-TiB29.5650-850400-600
Mo-Re10.5900-1100350-450

De eigenschappen zijn afhankelijk van de samenstelling, procesparameters en warmtebehandeling. Molybdeenlegeringen leveren uitzonderlijke prestaties bij hoge temperaturen.

Ondersteunende structuren voor het afdrukken van energie uit molybdeenlegeringen

Bij het printen van onderdelen van molybdeenlegeringen zijn vaak ondersteunende structuren nodig:

  • Overstekken groter dan 45° vereisen meestal steunen
  • Dichte ondersteuningsblokken of sparse ondersteuningsrasters kunnen worden gebruikt
  • Ondersteuning met laag contactoppervlak aanbevolen om oppervlaktedefecten te minimaliseren
  • Zorgvuldige oriëntatie minimaliseert behoefte aan ondersteuning
  • Oplosbare PVA of breekbare plastic steunen beschikbaar

Het minimaliseren van het gebruik van dragers vermindert oppervlaktedefecten en nabewerkingstijd. De hoge stijfheid van molybdeen leidt ertoe dat ondersteuningsstructuren gemakkelijker loslaten.

Veel voorkomende defecten in gedrukte molybdeenlegering vermogen

Mogelijke defecten bij het afdrukken van molybdeenlegeringen:

DefectOorzaakPreventie
PorositeitLage poederdichtheid, gebrek aan fusieProcesparameters optimaliseren
KrakenRestspanningenGeometrie wijzigen, scannen, steunen
KromtrekkenThermische spanningenSubstraat voorverwarmen, spanning verlichten
OppervlakteruwheidOngesmolten deeltjes, ballingVermogen, snelheid, focus aanpassen
AnisotropieRichting microstructuurBouworiëntatie optimaliseren

Defecten kunnen geminimaliseerd worden door zorgvuldige parameterkeuze, poederspreiding, scanstrategie en het optimaal oriënteren van werkstukken op de bouwplaat.

Methoden voor nabewerking

Typische nabewerkingsstappen voor geprinte onderdelen van een molybdeenlegering:

MethodeDoel
Ondersteuning verwijderenOndersteunende structuren van onderdeel verwijderen
OppervlakteafwerkingOppervlakteafwerking verbeteren
Heet isostatisch persenInterne holtes verwijderen, dichtheid verbeteren
HittebehandelingRestspanningen verlichten
DeelnemenMeerdere geprinte onderdelen lassen

De as-geprinte microstructuur en mechanische eigenschappen van molybdeenlegeringen kunnen ook worden aangepast door warmtebehandeling. Dit verbetert eigenschappen zoals ductiliteit en breuktaaiheid.

Kwalificatietesten

Grondige tests nodig om geprinte molybdeencomponenten te kwalificeren:

Test methodeTypische vereisten
Dichtheidsanalyse> 99% van bewerkt materiaal
TrekproevenVoldoen aan minimale specificaties voor sterkte en vervormbaarheid
MicrostructuurConsistente, defecte korrelstructuur
Hardheid testenZoals vereist voor toepassing
Impact testenMinimale impactenergie voor breuken

Niet-destructieve evaluatie zoals CT-scans helpen bij het identificeren van eventuele interne holtes of defecten.

Het selecteren van een kracht van molybdeenlegering Leverancier

Belangrijke factoren bij het kiezen van een energieleverancier voor molybdeenlegeringen:

FactorCriteria
KwaliteitssystemenISO 9001 of AS9100 gecertificeerd
Poeder karakterisatieGegevens over de deeltjesgrootteverdeling en morfologie
ProcesbeheersingStrakke controle van het gasvernevelingsproces
SpecialisatieFocus op gasgeatomiseerde legeringen op maat voor AM
Technische hulpApplicatie-ingenieurs om productontwikkeling te ondersteunen
KlantreferentiesPraktijkvoorbeelden van AM-toepassingen

Als je een leverancier kiest met poeder dat speciaal is geoptimaliseerd voor AM, krijg je de beste printresultaten.

Kostenanalyse van gedrukte onderdelen van molybdeenlegering

Kostenfactoren voor gedrukte onderdelen van molybdeenlegeringen:

  • Hoge kosten van molybdeenpoeder - $350-700/kg
  • Printerproductiviteit beïnvloedt kosten per onderdeel
  • Materiaalgebruik van 30-50%
  • Arbeid voor nabewerkingsstappen
  • Bijkomende kosten voor HIP, machinale bewerking, warmtebehandeling

Kostenmodel factoren:

  • Investering in aanschaf printer - $500,000+
  • Lage-gematigde opbouwsnelheid - 5-15 cm3/uur
  • Matig-hoog materiaal

Kostenvoordelen ten opzichte van traditionele verwerking

Voordelen van het printen van molybdeenlegeringen ten opzichte van traditionele methoden:

Additieve productieTraditionele verwerking
DoorlooptijdDagenWeken
OntwerpvrijheidComplexe geometrieën, roostersOntwerpbeperkingen
MaatwerkGemakkelijk aan te passen ontwerpenMoeilijke procesveranderingen
ConsolidatieGeïntegreerde, geprinte assemblagesMeerdere productiestappen
Materiaal afvalBijna netto vorm, weinig afvalHoge materiaalverwijdering

Voor kleine tot middelgrote volumes is AM kosteneffectiever. Traditionele methoden hebben voordelen voor hoge volumes.

Duurzaamheidsvoordelen van metaal 3D printen

Voordelen van duurzaamheid bij het printen van molybdeenlegeringen:

  • Verminder materiaalverspilling door alleen het benodigde poeder te gebruiken
  • Lichtgewicht, geoptimaliseerde ontwerpen mogelijk maken door topologieoptimalisatie
  • Lokale productie vermindert transportemissies
  • Poederrecycling verbetert de duurzaamheid nog verder
  • Productie op aanvraag voorkomt overproductie
  • Geconsolideerde onderdelen verminderen de verwerking stroomafwaarts

De technologie bevordert duurzamere benaderingen van technisch ontwerp en productie.

Toepassingen die voordeel halen uit molybdeenlegeringen

Belangrijke toepassingen die profiteren van de kracht van molybdeenlegeringen:

SollicitatieVoordelen
SpuitgietmatrijzenHoge temperatuurbestendigheid, conforme koeling
Stuwraketten voor de ruimtevaartBestand tegen uitlaattemperaturen van 2300°C
Voorranden van vliegtuigenGeschikt voor hoge temperaturen tijdens hypersonische vluchten
KernfusiereactorenVerdraagt extreme neutronenstraling
Optische spiegelsBestand tegen thermische vervorming

3D-printen maakt complexe geometrieën mogelijk die niet mogelijk zijn met gesmede molybdeen onderdelen.

Trends en ontwikkelingen op het gebied van energie uit molybdeenlegeringen

Opkomende trends in poeders van molybdeenlegeringen:

  • Nieuwe legeringssamenstellingen op maat voor AM-eigenschappen
  • Grotere batchgroottes geproduceerd voor schaalvoordeel
  • Strengere controle op poedereigenschappen en kwaliteit
  • Verbeterde recyclebaarheid van poeders
  • Dalende kosten door grotere productievolumes
  • Breder scala aan beschikbare deeltjesgrootteverdelingen
  • Meer concurrentie tussen leveranciers
  • Meer lokalisatie van de toeleveringsketen buiten China

De poeders worden steeds optimaler en zuiniger naarmate de AM-markt groeit.

kracht van molybdeenlegering
OLYMPUS DIGITALE CAMERA

Samenvatting van het vermogen van molybdeenlegeringen voor Metal AM

  • Essentieel voor hoge temperatuur, corrosiebestendige geprinte onderdelen
  • Vereist printers met hoge vermogensdichtheid en inerte atmosfeer
  • Zorgvuldige procesbeheersing nodig om defecten te minimaliseren
  • Biedt prestatieverbeteringen ten opzichte van conventioneel molybdeen
  • Toepassingen in gereedschapmakerij, lucht- en ruimtevaart, energie, optica
  • Hoge materiaalkosten maar lagere totale onderdeelkosten
  • Verbeterde poeders en beschikbaarheid in de toeleveringsketen in opkomst

Molybdeenlegeringen zullen lichtere additief vervaardigde metalen componenten met hogere prestaties mogelijk maken voor veeleisende industriële toepassingen.

FAQ

VraagAntwoord
Welke deeltjesgrootte wordt aanbevolen voor molybdeenlegeringen?15-45 micron, afhankelijk van legering en toepassing.
Welke printers kunnen molybdeenlegeringen verwerken?Krachtige systemen van EOS, Concept Laser, Trumpf, GE Additive.
Welke afwerking kan worden verkregen op bedrukte oppervlakken?De as-print is ruw met 10-15 μm Ra. Bij machinale bewerking is dit minder dan 1 μm.
Welke nabewerking is meestal vereist?Verwijderen van steunen, spanningsverlaging, heet isostatisch persen, machinale bewerking.
Hoe recyclebaar zijn de poeders?Poeders kunnen over het algemeen 5-10 keer worden hergebruikt voordat ze worden ververst.

ken meer 3D-printprocessen

Delen op

Facebook
Twitteren
LinkedIn
WhatsAppen
E-mail

MET3DP Technology Co, LTD is een toonaangevende leverancier van additieve productieoplossingen met hoofdkantoor in Qingdao, China. Ons bedrijf is gespecialiseerd in 3D printapparatuur en hoogwaardige metaalpoeders voor industriële toepassingen.

Onderzoek om de beste prijs en een op maat gemaakte oplossing voor uw bedrijf te krijgen!

gerelateerde artikelen

Koop Metal3DP's
Productbrochure

Ontvang de nieuwste producten en prijslijst