Поставщики порошка для 3D-принтеров

Технология 3D-печати основана на использовании порошковых материалов для послойного создания объектов. Выбор правильного порошка имеет решающее значение для качества деталей, механических свойств, точности, разрешения деталей и качества обработки поверхности. В этой статье представлен обзор различных типов порошков, используемых в основных процессах 3D-печати, их состав, ключевые свойства, области применения и ведущие мировые поставщики.

Обзор Поставщики порошка для 3d принтера

3D-печать, также известная как аддитивное производство, использует порошковые полимеры, металлы, керамику или композиты в качестве исходного сырья. В зависимости от технологии и используемых материалов, порошки могут быть созданы с определенным распределением частиц по размерам, морфологией, характеристиками текучести, точками плавления и другими физическими и химическими свойствами, подходящими для процесса печати.

Типы порошков для 3D-принтеров

Несколько ключевых технологий основаны на сплавлении порошкового слоя для выборочного послойного расплавления и затвердевания материала с целью изготовления 3D-объектов. К популярным процессам и соответствующим порошкам относятся:

Состав полимерных порошков для SLS

Селективное лазерное спекание основано на использовании тонких полимерных порошков с контролируемым распределением частиц по размерам и морфологией. К распространенным материалам относятся:

Нейлон 12 - наиболее широко используемый полимерный порошок для лазерного спекания. В состав композиции входят базовый нейлоновый полимер, текучие агенты и другие добавки:

Состав порошка нейлона 12

Типы металлических порошков для AM-процессов

Распространенные металлические порошки, используемые при плавке в порошковом слое и струйной обработке связующего, включают:

Титановые сплавы, такие как Ti-6Al-4V, широко используются для изготовления прочных и легких структурных компонентов в аэрокосмической, автомобильной и медицинской отраслях с помощью технологий DMLS и EBM.

Состав и производство металлических порошков

Большинство коммерческих металлических порошков производятся методом газового или водяного распыления. В состав входит базовый легирующий элемент, например, титан или алюминий, и другие легирующие компоненты:

Состав порошка Ti-6Al-4V

Другие распространенные методы производства металлических AM-порошков включают плазменное распыление, электролиз и химическое восстановление. Они влияют на такие характеристики порошка, как форма частиц, их распределение по размерам, текучесть, кажущаяся плотность и микроструктура.

Керамические и композитные порошки

Керамика и композиты также могут быть обработаны с помощью технологий порошкового напыления для создания высокоэффективных компонентов:

Фотоотверждаемые порошки керамической смолы, содержащие наночастицы диоксида кремния, взвешенные в фотополимере, широко используются в высокоточных стереолитографических принтерах.

Характеристики и спецификации порошка

Порошки для 3D-принтеров должны соответствовать строгим спецификациям по гранулометрическому составу, морфологии, скорости потока, плотности и микроструктуре. Типичные значения приведены ниже:

Технические характеристики полимерного порошка

Технические характеристики металлических порошков

Производители предоставляют паспорта порошковых материалов с указанием физических свойств, отчеты об испытаниях химического состава, анализ распределения частиц по размерам, измерения скорости потока и изображения сканирующей электронной микроскопии.

Области применения порошков для 3D-печати

Полимерные и металлические порошки позволяют производить компоненты конечного использования в различных отраслях промышленности. Некоторые примеры включают:

Полимерные детали

• Функциональные прототипы
• Автомобильные воздуховоды, корпуса
• Потребительские товары, спортивные товары
• Аэрокосмические компоненты интерьера

Металлические детали

• Авиационные двигатели/конструктивные детали
• Лопасти турбин, рабочие колеса
• Биомедицинские имплантаты, устройства
• Пресс-формы для литья под давлением, режущие инструменты

Порошки для 3D-печати позволяют создавать сложные геометрические формы с улучшенными механическими свойствами, недостижимыми с помощью традиционных процессов литья или механической обработки.

Поставщики порошка

Ведущие мировые поставщики порошков, предназначенных для основных технологий 3D-печати, включают:

Полимерные порошки

Металлические порошки

Эти компании предлагают широкий ассортимент материалов, предназначенных для SLS, DMLS, EBM, струйной обработки связующим, со специальным распределением частиц по размерам, формам, уровням чистоты и химическим составам сплавов.

Анализ стоимости порошка

Стоимость материала является существенным фактором при внедрении металлического AM. Цена на порошок зависит от состава, метода производства, качества и объема заказа:

Полимерные порошки могут быть на 40-90% дешевле экзотических аэрокосмических сплавов. Переработка использованного порошка путем просеивания и смешивания со свежими запасами помогает снизить стоимость материала.

Плюсы и минусы AM на основе порошка

Резюме

В целом, порошковое наплавление и струйное нанесение связующего основываются на использовании специально разработанных пластиковых, металлических, керамических или композитных порошков с индивидуальными размерами, формой, составом и микроструктурой. Ведущие полимеры включают нейлон 12, PEEK и TPU, а распространенные металлы - алюминий, титан и сплавы на основе никеля. Мировые поставщики предлагают широкий выбор материалов, подходящих для основных систем AM. Выбор порошков для конкретного применения, соответствующих механическим требованиям и свойствам, имеет решающее значение для производительности детали.

Вопросы и ответы

Каковы основные типы порошков для 3D-печати?

Четыре основные категории: пластмассы, такие как нейлон 12 и PEEK, металлы, включая алюминий, титан и сплавы инструментальной стали, керамика, такая как глинозем или карбид кремния, и композиты из полимеров и волокон.

Какой размер порошка идеально подходит для процессов AM?

Типичный диапазон составляет 15-100 микрон для металлов и 15-150 микрон для полимеров. Распределение по размерам влияет на плотность, текучесть, шероховатость поверхности, точность и скорость.

Какие методы производства используются для изготовления металлических порошков?

Распространенные методы включают распыление инертного газа с использованием аргона или азота и распыление воды. В некоторых нишевых сплавах используется плазменное распыление, электролиз или химические процессы.

Как вы оцениваете пригодность порошков для АМ?

Ключевыми параметрами являются гранулометрический состав, скорость потока, кажущаяся плотность, морфология и микроструктура. Отчеты о сертификации материалов подтверждают химический состав, содержание газов/оксидов и следов примесей.

Какая постобработка необходима для 3D-печатных порошковых деталей?

В зависимости от материала и процесса, общие этапы включают удаление опоры, дробеструйную обработку, отжиг, HIP и механическую обработку для достижения точности размеров и желаемой отделки.

Каковы типичные уровни оптовых цен на металлические AM-порошки?

Образцы весом 1-5 кг стоят $100-300/кг. Типичные заказы объемом 10-100 кг стоят от $60-250/кг. Объемные заказы >500 кг могут достигать $30-150/кг для распространенных аэрокосмических/инструментальных сплавов.

Как переработанный порошок влияет на качество деталей и механические характеристики?

Повторная переработка более 2-3 раз может привести к изменению гранулометрического состава, загрязнению, образованию спутников, деградации порошка, что приводит к снижению плотности и ухудшению механических свойств. Свежее смешивание порошка помогает решить эту проблему.

Какие усовершенствования ожидаются в будущем в металлических порошках?

Ключевыми направлениями являются изготовление сплавов по индивидуальному заказу, лучшая распределяемость порошка и плотность упаковки для более быстрой сборки, снижение пористости и повышение плотности, что приводит к улучшению свойств материала и качества поверхности.

узнать больше о процессах 3D-печати