Proszki metali do druku 3D

Spis treści

Przegląd

Druk 3D, znany również jako wytwarzanie przyrostowe (AM), wykorzystuje proszki metali do konstruowania złożonych komponentów warstwa po warstwie bezpośrednio z modeli cyfrowych. Proszki są selektywnie stapiane lub wiązane za pomocą precyzyjnych źródeł ciepła kierowanych na geometrię modelu CAD.

Popularne procesy AM dla metali obejmują natryskiwanie spoiwa, ukierunkowane osadzanie energetyczne, stapianie w złożu proszkowym, laminowanie arkuszy i wiele innych. Każdy z nich wymaga surowca w postaci proszku o określonych właściwościach, aby osiągnąć optymalną gęstość, wykończenie powierzchni, dokładność wymiarową i właściwości mechaniczne.

Ten przewodnik zawiera szczegółowe omówienie proszków metali do druku 3D, w tym rodzaje stopów, metody produkcji proszku, kluczowe właściwości proszku, zastosowania, specyfikacje, dostawcy i względy zakupowe przy pozyskiwaniu materiału. Pomocne tabele porównawcze podsumowują dane techniczne, aby pomóc w wyborze i kwalifikacji proszku.

Łączenie się z doświadczonymi dostawcami zoptymalizowanych proszków do druku 3D umożliwia producentom poprawę jakości druku, redukcję defektów i pełne wykorzystanie zalet AM, takich jak swoboda projektowania, szybsza iteracja i konsolidacja części.

Proszki metali do druku 3D

Stopy do proszków do druku 3D

Szeroka gama metali i stopów jest dostępna w postaci proszku odpowiedniej do procesów AM:

Wspólne systemy stopowe dla Proszki metali do druku 3D

  • Stale nierdzewne
  • Stale narzędziowe
  • Tytan i stopy tytanu
  • Stopy aluminium
  • Nadstopy niklu
  • Stopy kobaltowo-chromowe
  • Stopy miedzi
  • Metale szlachetne

Można pozyskać zarówno stopy standardowe, jak i niestandardowe, aby spełnić określone wymagania aplikacji pod względem odporności na korozję, wytrzymałości, twardości, przewodności lub innych właściwości.

Metody produkcji proszków metali dla AM

Produkcja przyrostowa wykorzystuje proszki metali produkowane w następujący sposób:

Typowe metody wytwarzania proszków metali do druku 3D

  • Atomizacja gazu
  • Rozpylanie wody
  • Atomizacja plazmowa
  • Elektroliza
  • Proces żelaza karbonylowego
  • Stopy mechaniczne
  • Wodorkowanie/odwodnianie metali
  • Sferoidyzacja plazmy
  • Granulacja

Sferyczne, atomizowane proszki zapewniają optymalny przepływ i gęste upakowanie potrzebne w większości procesów AM. Niektóre techniki pozwalają na wykorzystanie cząstek stopu w skali nano lub dostosowanych do indywidualnych potrzeb.

Kluczowa charakterystyka proszków drukarskich do metali

Krytyczne właściwości proszku dla AM obejmują:

Właściwości metalowego proszku do druku 3D

CharakterystykaTypowe wartościZnaczenie
Rozkład wielkości cząstek10 do 45 mikronówWpływa na zagęszczenie i wykończenie powierzchni
Kształt cząsteczkiKulistyPoprawia przepływ i pakowanie
Gęstość pozorna2 do 4 g/cm3Wpływa na gęstość łóżka
Gęstość kranu3 do 6 g/cm3Wskazuje ściśliwość
Natężenie przepływu w hali25-50 s/50gZapewnia równomierne rozprowadzanie proszku
Utrata przy zapłonie0.1-0.5%Niska wilgotność poprawia druk
Zawartość tlenu<0,1%Minimalizuje defekty mikrostrukturalne

Precyzyjne kontrolowanie takich cech, jak wielkość, kształt i skład chemiczny cząstek, ma kluczowe znaczenie dla uzyskania w pełni gęstych części AM o pożądanych właściwościach mechanicznych.

Zastosowania Proszki metali do druku 3D

AM umożliwia realizację skomplikowanych geometrii niemożliwych do uzyskania przy użyciu konwencjonalnych technik:

Zastosowania do druku 3D w metalu

PrzemysłZastosowaniaKorzyści
Lotnictwo i kosmonautykaŁopatki turbin, konstrukcjeSwoboda projektowania, redukcja masy
MedycznyImplanty, protetyka, narzędziaDostosowane kształty
MotoryzacjaLekkie prototypy i narzędziaSzybka iteracja
ObronaCzęści do dronów, konstrukcje zabezpieczająceSzybkie prototypy i krótkie serie
EnergiaWymienniki ciepła, kolektoryKonsolidacja części i optymalizacja topologii
ElektronikaEkranowanie, urządzenia chłodzące, EMIZłożone konstrukcje zamknięte

Zmniejszenie masy, konsolidacja części i wysokowydajne stopy do stosowania w ekstremalnych warunkach zapewniają kluczowe zalety w porównaniu z tradycyjnymi metodami produkcji.

Specyfikacje dotyczące proszków metali do druku 3D

Międzynarodowe specyfikacje pomagają ujednolicić właściwości proszku AM:

Standardy proszków metali dla wytwarzania przyrostowego

StandardZakresParametryMetody testowe
ASTM F3049Przewodnik dotyczący charakteryzowania metali AMPobieranie próbek, analiza wielkości, chemia, defektyMikroskopia, dyfrakcja, SEM-EDS
ASTM F3001-14Stopy tytanu dla AMWielkość cząstek, skład chemiczny, przepływPrzesiewanie, SEM-EDS
ASTM F3301Stopy niklu dla AMAnaliza kształtu i rozmiaru cząstekMikroskopia, analiza obrazu
ASTM F3056Stal nierdzewna dla AMChemia, właściwości proszkuICP-OES, piknometria
ISO/ASTM 52921Standardowa terminologia dla proszków AMDefinicje i właściwości proszkuRóżne

Zgodność z opublikowanymi specyfikacjami zapewnia powtarzalną, wysoką jakość surowca proszkowego do krytycznych zastosowań.

Globalni dostawcy Proszki metali do druku 3D

Wiodący międzynarodowi dostawcy proszków metali zoptymalizowanych pod kątem AM to m.in:

Producenci proszków metalowych do druku 3D

DostawcaMateriałyTypowy rozmiar cząstek
SandvikStal nierdzewna, stal narzędziowa, stopy niklu15-45 mikronów
PraxairTytan, nadstopy10-45 mikronów
AP&CStopy tytanu, niklu i kobaltu5-25 mikronów
Carpenter AdditiveChrom kobaltowy, stal nierdzewna, miedź15-45 mikronów
Technologia LPWStopy aluminium, tytan10-100 mikronów
EOSStal narzędziowa, chrom kobaltowy, stal nierdzewna20-50 mikronów

Wiele z nich koncentruje się na drobnych, sferycznych proszkach specjalnie zaprojektowanych do powszechnych metod AM, takich jak rozpylanie spoiwa, fuzja złoża proszku i ukierunkowane osadzanie energii.

Względy zakupowe proszku metalicznego do druku 3D

Kluczowe aspekty do omówienia z dostawcami proszków metali:

  • Pożądany skład i właściwości stopu
  • Docelowy rozkład wielkości i kształt cząstek
  • Gęstość obudowy i płynność hali
  • Dopuszczalne poziomy zanieczyszczeń, takich jak tlen i wilgoć
  • Wymagane dane testowe i charakterystyka proszku
  • Dostępny zakres ilości i czas realizacji
  • Specjalne środki ostrożności podczas postępowania z materiałami piroforycznymi
  • Systemy jakości i identyfikowalność pochodzenia proszku
  • Wiedza techniczna w zakresie wymagań dotyczących proszków specyficznych dla AM
  • Logistyka i mechanizmy dostawy

Ściśle współpracuj z dostawcami doświadczonymi w zakresie zoptymalizowanych proszków AM, aby zapewnić idealny dobór proszku do Twojego procesu i komponentów.

Plusy i minusy proszków do druku 3D z metalu

Korzyści i ograniczenia proszków metali dla AM

ZaletyWady
Umożliwia tworzenie złożonych, niestandardowych geometriiWyższy koszt niż w przypadku konwencjonalnych materiałów
Znacznie skraca czas tworzenia oprogramowaniaWymagane środki ostrożności przy obchodzeniu się z proszkiem
Upraszcza montaż i obniża wagęPost-processing jest często wymagany w przypadku części drukowanych na gotowo
Osiąga właściwości zbliżone do materiałów kutychOgraniczenia rozmiaru i objętości kompilacji
Eliminuje drogie matryce, formy i oprzyrządowanieNaprężenia termiczne mogą powodować pękanie i odkształcenia
Umożliwia konsolidację części i optymalizację topologiiNiższe wolumeny produkcji niż w przypadku tradycyjnych metod
Znacznie poprawia współczynnik zakupu do lotuWymaga rygorystycznej charakterystyki proszku i opracowania parametrów

Przy odpowiednim zastosowaniu, technologia AM zapewnia przełomowe korzyści, ale wymaga specjalistycznej wiedzy, aby skutecznie ją wdrożyć.

Proszki metali do druku 3D

FAQ

Jak mały może być rozmiar cząstek proszku metalu dla AM?

Specjalistyczne techniki atomizacji mogą wytwarzać proszek o wielkości od 1 do 10 mikronów, jednak większość drukarek do metali działa najlepiej z minimalnym rozmiarem około 15-20 mikronów dla dobrego przepływu i upakowania.

Co powoduje słabe wykończenie powierzchni drukowanych części metalowych?

Chropowatość powierzchni wynika z częściowo stopionego proszku przylegającego do powierzchni, rozprysków, schodków i nieoptymalnych właściwości jeziorka. Używanie drobniejszych proszków i wybieranie idealnych parametrów przetwarzania wygładza wykończenie.

Czy wszystkie metody druku 3D z metalu działają z tymi samymi proszkami?

Procesy te pokrywają się, jednak w przypadku rozpylania spoiwa generalnie stosuje się szerszy rozkład wielkości proszku niż w przypadku stapiania w złożu proszkowym. Niektóre procesy są ograniczone do określonych stopów na podstawie temperatury topnienia lub reaktywności.

Jak powstają proszki mieszane lub bimetaliczne?

Proszki wstępnie stopowe zapewniają jednolite właściwości, ale w przypadku kompozytów fizyczne mieszanie proszków lub specjalistyczne techniki atomizacji zapewniają mieszane mieszanki proszków pierwiastkowych.

Jak długo trwa wymiana materiału proszkowego w drukarce do metalu?

Pełne czyszczenie i zmiana między znacznie różniącymi się stopami wymaga zazwyczaj 6-12 godzin. Szybkie zmiany między podobnymi materiałami mogą trwać mniej niż godzinę.

Wnioski

Zoptymalizowane proszki metali umożliwiają procesy wytwarzania przyrostowego w celu konstruowania złożonych, wytrzymałych komponentów metalowych o doskonałych właściwościach. Dopasowanie składu chemicznego stopów i właściwości proszku do metody drukowania i wymagań dotyczących wydajności komponentów ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wysokiej jakości wyników. Współpracując z doświadczonymi dostawcami proszków, użytkownicy końcowi wykorzystują wiedzę specjalistyczną zarówno w zakresie produkcji proszków, jak i procesów drukowania 3D, aby szybciej i bardziej niezawodnie opracowywać solidne komponenty AM.

poznaj więcej procesów druku 3D

Udostępnij

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-mail

MET3DP Technology Co., LTD jest wiodącym dostawcą rozwiązań w zakresie produkcji addytywnej z siedzibą w Qingdao w Chinach. Nasza firma specjalizuje się w sprzęcie do druku 3D i wysokowydajnych proszkach metali do zastosowań przemysłowych.

Zapytaj o najlepszą cenę i spersonalizowane rozwiązanie dla Twojej firmy!

Powiązane artykuły

Pobierz Metal3DP
Broszura produktu

Pobierz najnowsze produkty i cennik