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 | Uczciwy-Dobry |
Wysoka temperatura topnienia stopów niklu zapobiega zniekształceniom lub deformacjom części podczas obróbki. Wytrzymałość w szerokim zakresie temperatur umożliwia zastosowanie w konstrukcjach nośnych. Kontrolowana rozszerzalność cieplna pozwala uzyskać precyzyjne komponenty o wąskich tolerancjach. Doskonała odporność na korozję i utlenianie ułatwia stosowanie w trudnych warunkach, takich jak środowisko morskie, chemiczne, naftowe i gazowe.
Dostosowując skład proszku i parametry procesu, można zoptymalizować właściwości materiału pod kątem wymagań projektowych. Jednak anizotropowy charakter produkcji addytywnej może skutkować zależnymi od kierunku właściwościami. Właściwy projekt i zapewnienie jakości są kluczem do osiągnięcia pożądanej wydajności.
Zastosowania proszków stopów niklu
Wszechstronność stopów niklu sprawia, że nadają się one do różnorodnych zastosowań w przemyśle lotniczym, obronnym, motoryzacyjnym, morskim, naftowym i gazowym, przetwórstwie chemicznym, wytwarzaniu energii, medycynie, produkcji narzędzi i innych ogólnych obszarach inżynierii.
Przemysł Zastosowania proszku ze stopu niklu Rodziny
| Rodzina stopów | Aplikacje branżowe |
|---|---|
| Inconel | Lotnictwo i kosmonautyka, obronność, motoryzacja, przetwórstwo chemiczne, ropa naftowa i gaz, wytwarzanie energii, rakiety, pociski, energia jądrowa |
| Stal nierdzewna | Lotnictwo i kosmonautyka, obronność, motoryzacja, medycyna, przemysł morski, architektura, przemysł chemiczny, przetwórstwo spożywcze, oprzyrządowanie, formy. |
| Hastelloy | Lotnictwo i kosmonautyka, obronność, przetwórstwo chemiczne, kontrola zanieczyszczeń, wytwarzanie energii, ropa i gaz |
| Nimonic | Lotnictwo i kosmonautyka, obronność, wytwarzanie energii, przetwarzanie chemiczne, oprzyrządowanie |
| Kovar | Elektronika, półprzewodniki, układy scalone, opakowania |
| Invar | Elektronika, optyka, instrumenty precyzyjne, lotnictwo i kosmonautyka |
| Monel | Przemysł morski, naftowy i gazowy, przetwórstwo chemiczne, wytwarzanie energii, przemysł celulozowo-papierniczy |
| Nikiel-tytan | Urządzenia medyczne, siłowniki, czujniki, lotnictwo i kosmonautyka, ropa i gaz |
| Nadstopy niklu | Lotnictwo i kosmonautyka, obronność, energetyka, ropa i gaz, motoryzacja, oprzyrządowanie |
Niektóre przykłady części ze stopów niklu produkowanych za pomocą druku 3D obejmują:
- Lotnictwo i kosmonautyka: Łopatki turbin, dysze, komory spalania, zawory, wsporniki, elementy termoprzepływowe
- Motoryzacja: Wirniki turbosprężarek, kolektory, zawory, części układu napędowego
- Medycyna: implanty, protezy, narzędzia chirurgiczne, urządzenia przeznaczone dla pacjentów
- Ropa i gaz: Narzędzia wiertnicze, zawory, elementy głowic odwiertów, złączki rurowe
- Oprzyrządowanie: Formy wtryskowe, matryce do wytłaczania, przyrządy i uchwyty, narzędzia do prasowania
- Ogólne: Wymienniki ciepła, części do przenoszenia płynów, elementy złączne, obudowy, obudowy
Doskonałe właściwości materiału, złożone geometrie, krótszy czas realizacji, niższe koszty i elastyczność projektowania, które umożliwia drukowanie 3D stopów niklu, sprawiają, że są one bardzo atrakcyjną opcją w wielu krytycznych zastosowaniach.
Specyfikacja proszku ze stopu niklu
Proszki ze stopów niklu są dostępne na rynku w różnych rozkładach wielkości, morfologiach i poziomach jakości dostosowanych do wymagań druku 3D. Typowe specyfikacje podano poniżej:
Typowe specyfikacje proszku ze stopu niklu
| Nieruchomość | Typowe wartości |
|---|---|
| Skład stopu | Stopy niestandardowe, gatunek według ASTM/ASME |
| Kształt cząsteczki | Kulisty, prawie kulisty |
| 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 | Doskonały przepływomierz Halla |
| Tlen resztkowy | 100-400 ppm |
| Azot resztkowy | 50-150 ppm |
| Węgiel resztkowy | 100-300 ppm |
Sferyczna morfologia i wąski rozkład wielkości cząstek z wartościami D10, D50 i D90 w idealnych zakresach dla konkretnego procesu drukowania pomagają osiągnąć dobrą gęstość i właściwości mechaniczne. Wysoka płynność zapobiega aglomeracji proszku i problemom z rozprowadzaniem podczas ponownego powlekania. Niska zawartość tlenu resztkowego, azotu i węgla minimalizuje zanieczyszczenie i porowatość.
Jakość proszku, parametry wielkości i inne cechy znacząco wpływają na końcowe właściwości części i muszą być zgodne z wymaganiami drukarki i aplikacji. Większość dostawców zapewnia niestandardowe kompozycje stopów i optymalizację cząstek w celu spełnienia specyfikacji użytkownika.
Metody druku 3D z wykorzystaniem proszku ze stopu niklu
Najpopularniejsze metody wytwarzania przyrostowego stosowane do przetwarzania proszków stopów niklu obejmują:
Procesy drukowania proszkowego stopów niklu
| Metoda | Opis |
|---|---|
| Selektywne topienie laserowe (SLM) | Złoże proszku stapiane skupioną wiązką lasera |
| Bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS) | Podobny do SLM, ale laser o niższej mocy |
| Topienie wiązką elektronów (EBM) | Złoże proszkowe stapiane wiązką elektronów w próżni |
| Laserowe osadzanie metalu (LMD) | Proszek wtryskiwany do roztopionego basenu utworzonego przez laser |
| Bezpośrednie osadzanie energii (DED) | Podobny do LMD z podawaniem proszku lub drutu |
| Binder Jetting | Płynny środek wiążący selektywnie drukowany na złożu proszku |
SLM i DMLS wykorzystują laser o wysokiej gęstości mocy do pełnego stopienia proszku metalowego w gęste części warstwowe. EBM wykorzystuje wiązkę elektronów jako źródło zasilania do tworzenia części w próżni. LMD z podawaniem drutu topi przychodzący drut metalowy za pomocą skupionego lasera. Binder jetting drukuje płynne spoiwo w celu uformowania części, po czym następuje spiekanie.
Wybór konkretnej techniki zależy od takich czynników, jak rozmiar części, złożoność geometrii, wykończenie powierzchni, rozdzielczość elementu, szybkość produkcji i koszt. Każdy proces wymaga optymalizacji ustawień drukarki i parametrów dostosowanych do składu stopu proszku.
Parametry procesu proszku ze stopu niklu
Krytyczne parametry drukarki dla stopów niklu, które wymagają optymalizacji pod kątem gęstości, wytrzymałości, precyzji i wykończenia powierzchni obejmują:
Typowe parametry procesu SLM/DMLS
| 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 | Szachy, paski, kontur |
| Struktura wsparcia | Regularny, fragmentaryczny, hybrydowy |
Typowe parametry procesu EBM
| Parametr | Typowy zakres |
|---|---|
| Grubość warstwy | 50-200 μm |
| Moc wiązki elektronów | 3-15 kW |
| Funkcja prędkości | 20-200 mm/s |
| Przesunięcie linii | 0,1-0,3 mm |
| Przesunięcie ostrości | 15-35 mA |
| Strategia skanowania | Jednokierunkowy, dwukierunkowy |
| Struktura wsparcia | Zwykły, ciężki |
Mniejsza grubość warstwy i rozmiar wiązki w połączeniu z wyższymi prędkościami skanowania zwiększają rozdzielczość, dokładność i wykończenie powierzchni. Powszechnie stosowane są wzorce skanowania szachowego lub paskowego. Kontury obwodowe poprawiają jakość krawędzi. Zoptymalizowane struktury nośne zapobiegają deformacji, ale są łatwiejsze do usunięcia. Podgrzewanie wstępne i recykling proszku mogą poprawić gęstość i jakość materiału.
Zalety druku 3D ze stopów niklu
Produkcja addytywna z wykorzystaniem zoptymalizowanych proszków stopów niklu oferuje wiele korzyści w porównaniu z tradycyjną produkcją:
- Swoboda projektowania: Złożone geometrie nieosiągalne przy obróbce skrawaniem
- Redukcja wagi: Lżejsze komponenty dzięki optymalizacji topologii
- Konsolidacja części: Zredukowany montaż dzięki drukowanym złożonym kształtom
- Personalizacja: Urządzenia medyczne dopasowane do pacjenta, oprzyrządowanie
- Zmniejszona ilość odpadów: Wykorzystywana jest tylko wymagana ilość materiału
- Krótszy czas realizacji: Tygodnie zamiast miesięcy na oprzyrządowanie produkcyjne
- Elastyczność procesu: Łatwe iteracje i optymalizacja projektu
- Korzyści z wydajności: Anizotropowe mocne strony, wbudowane funkcje
- Redukcja kosztów: Eliminacja kosztów oprzyrządowania, produkcja małoseryjna
- Współczynnik kupna do lotu: Drukowanie tylko części końcowej w porównaniu z obróbką z bloku
Druk 3D rozszerza zakres projektowania i umożliwia tworzenie nowatorskich części ze stopów niklu, które nie są wykonalne lub ekonomiczne przy użyciu konwencjonalnych technik. Rewolucjonizuje produkcję w przemyśle lotniczym, medycznym, motoryzacyjnym i innych.
Dostawcy proszków ze stopów niklu
Większość głównych producentów proszków metali oferuje obecnie szereg proszków ze stopów niklu zoptymalizowanych pod kątem produkcji addytywnej. Do wiodących dostawców należą:
Kluczowi dostawcy proszku ze stopu niklu
| Dostawca | Kluczowe gatunki stopów |
|---|---|
| Met3DP | Inconel 625, 718, Hastelloy X, stale nierdzewne |
| Sandvik | Stale nierdzewne Osprey, nadstopy, stopy tytanu |
| Praxair | Inconel 718, 625, Hastelloy X, stale nierdzewne |
| AP&C | Inconel 718, 625, stale nierdzewne |
| Technologia LPW | Inconel 718, stale nierdzewne, nadstopy niklu |
| SLM Solutions | Stal nierdzewna 316L, 17-4PH, nadstopy niklu |
| GE Additive | Stal nierdzewna 316L, Inconel 718, 625, Hastelloy |
Dostawcy oferują różne rozkłady wielkości, doskonałą płynność proszku, niską zawartość tlenu i wilgoci, identyfikowalność partii oraz niestandardowe stopy dostosowane do wymagań procesu i zastosowania. Większość z nich zapewnia specjalistyczną charakterystykę w celu zapewnienia stałej, wysokiej jakości proszku.
Koszt proszku ze stopu niklu
Średni koszt popularnych proszków stopów niklu podsumowano poniżej:
Koszty proszku ze stopu niklu
| 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 |
Wysokowydajne stopy, takie jak Inconel 718 i Hastelloy X, są droższe, podczas gdy stale nierdzewne są zwykle najtańszą opcją. Koszt materiału jest jednak tylko jednym z elementów całkowitego kosztu części. Wartość dodana wynikająca z elastyczności projektu, korzyści w zakresie wydajności i skrócenia czasu realizacji często rekompensuje wyższe ceny proszków w przypadku produkcji małoseryjnej.
Zakup proszku w ilościach hurtowych może obniżyć koszty. Wielu dostawców oferuje również usługi ponownego wykorzystania i recyklingu proszku. Ogólnie rzecz biorąc, kupujący musi ocenić całkowity koszt, w tym robociznę, obróbkę końcową, wykorzystanie materiału, właściwości mechaniczne i inne czynniki przy wyborze odpowiedniego proszku ze stopu niklu.
Cena hurtowa: $20/Kg-$200/Kg
Wyświetlanie 16–17 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.
Proszki metali do druku 3D i produkcji addytywnej
PRODUKT
cONTACT INFO
- Miasto Qingdao, Shandong, Chiny
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731