Proszek ze stopu niklu do druku 3D

Wszystko, co musisz wiedzieć o proszku ze stopu niklu do druku 3D

Kategoria produktu

Przegląd proszku ze stopu niklu do druku 3D

Druk 3D, znany również jako produkcja addytywnaDruk 3D zrewolucjonizował projektowanie i wytwarzanie produktów w takich branżach jak lotnictwo, motoryzacja, medycyna i dobra konsumpcyjne. W przeciwieństwie do tradycyjnej produkcji subtraktywnej, która usuwa materiał, druk 3D buduje komponenty warstwa po warstwie w oparciu o cyfrowy model 3D.

Jedną z najpopularniejszych technologii druku 3D z metali jest fuzja złoża proszkowego, w której źródło energii cieplnej selektywnie stapia obszary złoża proszkowego. Niezrównana swoboda projektowania, stosunek ceny do wydajności i ekonomiczna produkcja złożonych części przyczyniły się do ogromnego rozpowszechnienia technologii druku proszkowego, takich jak selektywne topienie laserowe (SLM), bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS) i topienie wiązką elektronów (EBM).

Stopy niklu to wszechstronna klasa materiałów o właściwościach takich jak wysoka wytrzymałość, odporność na korozję i odporność na ciepło, co czyni je idealnymi kandydatami do druku 3D. Najpopularniejsze proszki stopów niklu stosowane w procesie spiekania w złożu proszkowym obejmują superstopy Inconel, stale nierdzewne, Hastelloys, Nimonics, Kovar, Invar, Monel, stopy niklowo-tytanowe i superstopy na bazie niklu.

Skład proszków stopów niklu

Stopy niklu zawdzięczają swoje właściwości składowi pierwiastkowemu i mikrostrukturze. Zawartość niklu waha się od 2% do 99% dla różnych stopów. Nikiel nadaje takie właściwości jak odporność na korozję, odporność na utlenianie i wytrzymałość w wysokich temperaturach. Pierwiastki stopowe są dodawane w celu poprawy określonych właściwości w zależności od zastosowania.

Kompozycje proszkowe stopów niklu

Rodzina stopów	Zawartość niklu	Elementy stopowe
Inconel	30-80%	Cr, Mo, Nb, Ta, Al, Ti, Fe
Stal nierdzewna	2-20%	Cr, Mo, Mn, Si, C
Hastelloy	35-60%	Mo, Cr, W, Fe, Co
Nimonic	Ponad 50%	Cr, Ti, Al, Mo
Kovar	17%	Fe, Co, Mn, Si
Invar	36%	Fe
Monel	Ponad 67%	Cu, Fe, Mn, Si, C
Nikiel-tytan	55% Ni, 45% Ti	–
Nadstopy niklu	Ponad 50%	Cr, Co, Mo, W, Ta, Al, Ti, Nb

Zawartość chromu w stalach nierdzewnych i nadstopach niklu poprawia odporność na utlenianie i korozję. Molibden, wolfram i tantal zwiększają wytrzymałość na pełzanie i właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach. Żelazo w stopach takich jak Kovar i Invar kontroluje rozszerzalność cieplną. Aluminium, tytan i niob są dodawane w celu utwardzania wydzieleniowego. Mangan poprawia ciągliwość na gorąco, podczas gdy węgiel zwiększa wytrzymałość i twardość. Krzem poprawia płynność i spawalność.

Zrozumienie, w jaki sposób stop wpływa na tworzenie mikrostruktury i właściwości, pomaga w wyborze optymalnego materiału do danego zastosowania. Właściwa charakterystyka i kwalifikacja składu i jakości proszku ma kluczowe znaczenie przed drukowaniem komponentów o krytycznym znaczeniu.

Właściwości proszków stopów niklu

Unikalne właściwości stopów niklu wydrukowanych ze zoptymalizowanych proszków umożliwiają ich wykorzystanie w różnych zastosowaniach i ekstremalnych środowiskach. Poniższa tabela podsumowuje ogólne właściwości popularnych rodzin stopów.

Właściwości rodzin proszków ze stopów niklu

Rodzina stopów	Gęstość	Temperatura topnienia	Wytrzymałość na rozciąganie	Przewodność cieplna	Rozszerzalność cieplna	Odporność na utlenianie	Odporność na korozję
Inconel	8,2-8,4 g/cc	1300-1450°C	750-1380 MPa	11-16 W/mK	12-16 μm/m°C	Doskonały	Doskonały
Stal nierdzewna	7,5-8,1 g/cc	1375-1500°C	450-1100 MPa	15-30 W/mK	10-18 μm/m°C	Dobry	Dobry-Doskonały
Hastelloy	8,1-9,2 g/cc	1260-1350°C	550-1000 MPa	6-22 W/mK	12-16 μm/m°C	Dobry-Doskonały	Doskonały
Nimonic	8,1-8,7 g/cc	1260-1400°C	500-1200 MPa	10-30 W/mK	12-17 μm/m°C	Dobry	Dobry
Kovar	8,2 g/cc	1450°C	550 MPa	17 W/mK	5,9 μm/m°C	Słaby	Słaby
Invar	8 g/cc	1427°C	200-450 MPa	10,5 W/mK	1,2 μm/m°C	Uczciwy	Uczciwy
Monel	8,8 g/cc	1350-1370°C	550-950 MPa	21-48 W/mK	13-17 μm/m°C	Uczciwy	Doskonały
Nikiel-tytan	6.4 g/cc	1240-1310°C	600-900 MPa	8-18 W/mK	11 μm/m°C	Uczciwy	Doskonały
Nadstopy niklu	8-9 g/cc	1260-1350°C	750-1400 MPa	11-61 W/mK	12.5-17 μm/m°C	Dobry-Doskonały	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.

Przemysł Applications of Nickel Alloy Powder Families

Rodzina stopów	Aplikacje branżowe
Inconel	Aerospace, defense, automotive, chemical processing, oil and gas, power generation, rocketry, missiles, nuclear
Stal nierdzewna	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
Nikiel-tytan	Medical devices, actuators, sensors, aerospace, oil and gas
Nadstopy niklu	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

Nieruchomość	Typowe wartości
Skład stopu	Custom alloys, grade per ASTM/ASME
Kształt cząsteczki	Spherical, near-spherical
Wielkość cząstek	10-45 mikronów
Rozkład wielkości cząstek	D10: 15-25 μm, D50: 25-35 μm, D90: 35-45 μm
Gęstość pozorna	2.5-5.5 g/cc
Gęstość kranu	4-8 g/cc
Płynność	Excellent per Hall flowmeter
Tlen resztkowy	100-400 ppm
Residual nitrogen	50-150 ppm
Węgiel resztkowy	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	Opis
Selektywne topienie laserowe (SLM)	Powder bed fused by focused laser beam
Bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS)	Similar to SLM but lower power laser
Topienie wiązką elektronów (EBM)	Powder bed fused by electron beam under vacuum
Laserowe osadzanie metalu (LMD)	Powder injected into molten pool created by laser
Bezpośrednie osadzanie energii (DED)	Similar to LMD with powder or wire feed
Binder Jetting	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	Typowy zakres
Grubość warstwy	20-60 μm
Moc lasera	100-400 W
Prędkość skanowania	400-1200 mm/s
Rozstaw włazów	80-200 μm
Rozmiar wiązki	50-200 μm
Strategia skanowania	Chess, stripe, contour
Struktura wsparcia	Regular, fragmented, hybrid

Typical EBM Process Parameters

Parametr	Typowy zakres
Grubość warstwy	50-200 μm
Electron beam power	3-15 kW
Speed function	20-200 mm/s
Line offset	0.1-0.3 mm
Przesunięcie ostrości	15-35 mA
Strategia skanowania	Uni-directional, bi-directional
Struktura wsparcia	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:

Swoboda projektowania: Complex geometries not possible by machining
Redukcja wagi: Lighter components by topology optimization
Konsolidacja części: Reduced assembly by printed complex shapes
Personalizacja: Patient-matched medical devices, tooling
Zmniejszona ilość odpadów: 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
Redukcja kosztów: Eliminate tooling costs, low volume production
Współczynnik kupna do lotu: 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

Dostawca	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
Technologia LPW	Inconel 718, stainless steels, nickel superalloys
SLM Solutions	Stainless steel 316L, 17-4PH, nickel superalloys
GE Additive	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

Materiał	Koszt za kg
Inconel 718	$75-150
Inconel 625	$60-120
Stal nierdzewna 316L	$35-70
Stal nierdzewna 17-4PH	$45-90
Hastelloy X	$85-170
Nadstopy niklu	$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

Wyświetlanie 1–15 z 17 wyników

Często zadawane pytania dotyczące proszku metalicznego do druku 3D

Jak mogę skontaktować się z obsługą klienta Metal3DP?

Zapewniamy całodobową obsługę klienta. Nasze dane kontaktowe można znaleźć na stronie Kontakt, w tym telefon, e-mail i czat online.

Jakie materiały proszkowe oferuje Metal3DP?

Oferujemy różne wysokiej jakości proszki metali, w tym stal nierdzewną, stopy wysokotemperaturowe, odpowiednie do procesów takich jak fuzja laserowa i wiązka elektronów w złożu proszkowym.

W jaki sposób Metal3DP zapewnia jakość proszku metalowego do druku 3D?

Dzięki rozległemu doświadczeniu w produkcji przyrostowej metali stosujemy zaawansowane procesy i rygorystyczną kontrolę jakości, aby zapewnić właściwości mechaniczne i jakość powierzchni części.

W jakich branżach stosowane są urządzenia do druku 3D Metal3DP?

Nasze urządzenia mają szeroki zakres zastosowań w branżach takich jak lotnicza, medyczna, motoryzacyjna i innych, zapewniając rozwiązania dla wysokowydajnych komponentów metalowych w produkcji.

Czy Metal3DP oferuje niestandardowe opcje stopów?

Tak, świadczymy niestandardowe usługi w zakresie stopów, aby spełnić określone wymagania materiałowe klientów.

Jakie są zalety systemów SEBM firmy Metal3DP?

Nasze systemy SEBM wyróżniają się w produkcji złożonych części metalowych o wyjątkowych właściwościach mechanicznych. Kluczowe cechy obejmują wiodącą w branży objętość produkcji, precyzję i niezawodność.

Czy na stronie Metal3DP mogę znaleźć przypadki zastosowań?

Tak, nasza strona internetowa prezentuje szeroką gamę przypadków zastosowań demonstrujących udane wdrożenia technologii Metal3DP w różnych branżach.

Jak mogę rozpocząć współpracę z Metal3DP?

Skontaktuj się z nami, a nasz zespół zapewni Ci rozwiązania i plany współpracy dostosowane do Twoich potrzeb.

Jaki jest czas realizacji niestandardowych usług Metal3DP?

Czas realizacji usług niestandardowych różni się w zależności od złożoności projektu. Zapewnimy dokładny czas dostawy w oparciu o Twoje wymagania.

Jakie technologie druku 3D oferuje Metal3DP?

Specjalizujemy się w selektywnym spiekaniu laserowym (SLS), selektywnym topieniu laserowym (SLM) i selektywnym topieniu wiązką elektronów (SEBM), a także w innych technologiach druku 3D.

WYŚLIJ NAS

Zadać inne pytanie?

Jeśli nie możesz znaleźć odpowiedzi na swoje pytanie w naszym FAQ, zawsze możesz zostawić nam wiadomość. Wkrótce na nią odpowiemy.

CZEKAJ NA NAS

Następny krok

01. Przygotujemy propozycję

Wymagany zakres, harmonogram i APR. Cena zostanie uwzględniona, jeśli przekażesz nam szczegółowe informacje o projekcie.

02. Omówmy to razem

Zapoznajmy się i omówmy wszystkie możliwe warianty i opcje

03. Zacznijmy budować

Po podpisaniu umowy i ustaleniu wszystkich celów możemy rozpocząć pierwszy sprint.