Металлические порошки для 3D-печати

Обзор

3D-печать, также известная как аддитивное производство (AM), использует металлические порошки для создания сложных компонентов слой за слоем непосредственно из цифровых моделей. Порошки выборочно расплавляются или связываются прецизионными источниками тепла, ориентируясь на геометрию CAD-модели.

Популярные процессы AM для металлов включают струйное нанесение связующего, направленное осаждение энергии, сплавление в порошковом слое, ламинирование листов и другие. Для каждого из них требуется порошковое сырье с определенными характеристиками для достижения оптимальной плотности, качества поверхности, точности размеров и механических свойств.

В этом руководстве подробно рассматриваются металлические порошки для 3D-печати, включая типы сплавов, методы производства порошков, основные свойства порошков, области применения, технические характеристики, поставщики и соображения, касающиеся приобретения материалов. Полезные сравнительные таблицы обобщают технические данные, помогая выбрать и оценить порошок.

Сотрудничество с компетентными поставщиками оптимизированных порошков для 3D-печати позволяет производителям повысить качество печати, уменьшить количество дефектов и в полной мере использовать такие преимущества AM, как свобода проектирования, ускорение итераций и консолидация деталей.

Сплавы для порошков для 3D-печати

Широкий спектр металлов и сплавов доступен в виде порошка, подходящего для процессов AM:

Общие системы сплавов для Металлические порошки для 3D-печати

• Нержавеющие стали
• Инструментальные стали
• Титан и титановые сплавы
• Алюминиевые сплавы
• Никелевые суперсплавы
• Кобальтохромовые сплавы
• Медные сплавы
• Драгоценные металлы

Для удовлетворения конкретных требований к коррозионной стойкости, прочности, твердости, проводимости и другим свойствам могут быть выбраны как стандартные, так и специальные сплавы.

Методы производства металлических порошков для AM

В аддитивном производстве используются металлические порошки, полученные с помощью:

Типичные методы изготовления металлических порошков для 3D-печати

• Распыление газа
• Распыление воды
• Плазменное распыление
• Электролиз
• Процесс карбонильного железа
• Механическое легирование
• Гидрирование/дегидрирование металлов
• Сфероидизация плазмы
• Грануляция

Сферические распыляемые порошки обеспечивают оптимальную текучесть и плотную упаковку, необходимую для большинства процессов AM. Некоторые технологии позволяют использовать наноразмерные или индивидуальные частицы сплавов.

Основные характеристики порошков для печати по металлу

Критические характеристики порошка для AM включают в себя:

Свойства порошка для 3D-печати металлов

Точное управление такими характеристиками, как размер, форма и химический состав частиц, очень важно для получения полностью плотных деталей AM с желаемыми механическими свойствами.

Применение Металлические порошки для 3D-печати

AM позволяет создавать сложные геометрические формы, невозможные при использовании традиционных технологий:

Применение 3D-печати на металле

Облегчение, консолидация деталей и высокопроизводительные сплавы для экстремальных условий обеспечивают ключевые преимущества по сравнению с традиционными методами производства.

Технические характеристики металлических порошков для 3D-печати

Международные спецификации помогают стандартизировать характеристики порошка AM:

Стандарты металлических порошков для аддитивного производства

Соблюдение опубликованных спецификаций обеспечивает воспроизводимое высокое качество порошкового сырья для критически важных применений.

Мировые поставщики Металлические порошки для 3D-печати

Ведущие международные поставщики оптимизированных для AM металлических порошков включают:

Производители металлических порошков для 3D-печати

Многие из них посвящены мелкодисперсным сферическим порошкам, специально разработанным для таких распространенных методов AM, как струйное нанесение связующего, сплавление порошкового слоя и направленное осаждение энергии.

Рекомендации по выбору металлического порошка для 3D-печати

Ключевые аспекты, которые необходимо обсудить с поставщиками металлических порошков:

• Желаемый состав и свойства сплава
• Распределение частиц по размерам и их форма
• Плотность оболочки и обтекаемость зала
• Допустимые уровни примесей, таких как кислород и влага
• Необходимые данные испытаний и характеристика порошка
• Доступный диапазон количества и сроки изготовления
• Специальные меры предосторожности при обращении с пирофорными материалами
• Системы качества и прослеживаемость происхождения порошка
• Технические знания и опыт в области специфических требований к порошкам для AM
• Логистика и механизмы доставки

Тесно сотрудничайте с поставщиками, имеющими опыт работы с оптимизированными порошками для AM, чтобы обеспечить идеальный выбор порошка для вашего процесса и компонентов.

Плюсы и минусы металлических порошков для 3D-печати

Преимущества и ограничения металлических порошков для AM

При правильном использовании металлический AM обеспечивает революционные преимущества, но для его успешного применения требуется опыт.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Насколько малым может быть размер частиц металлического порошка для AM?

Специализированные технологии распыления позволяют получать порошок размером до 1-10 микрон, однако большинство принтеров для печати на металлах лучше всего работают с минимальным размером около 15-20 микрон для хорошей текучести и упаковки.

Что является причиной плохой обработки поверхности напечатанных металлических деталей?

Шероховатость поверхности возникает из-за частично расплавленного порошка, прилипшего к поверхности, брызг, ступенек и неоптимальных характеристик бассейна расплава. Использование более мелких порошков и подбор идеальных параметров обработки позволяет сгладить поверхность.

Все ли методы металлической 3D-печати работают с одними и теми же порошками?

Несмотря на то, что они пересекаются, при струйной обработке связующего обычно используется более широкий гранулометрический состав порошка, чем при плавке в порошковом слое. Некоторые процессы ограничены определенными сплавами, основанными на точках плавления или реакционной способности.

Как получают смешанные или биметаллические порошки?

Предварительно легированные порошки обеспечивают однородность свойств, но для композитов физическое смешивание порошков или специализированные технологии распыления позволяют получить смешанные порошковые смеси элементов.

Сколько времени требуется для замены порошкового материала в металлическом принтере?

Полная очистка и переналадка между значительно отличающимися сплавами обычно занимает 6-12 часов. Быстрая замена схожих материалов может занимать менее часа.

Заключение

Оптимизированные металлические порошки позволяют использовать процессы аддитивного производства для создания сложных, прочных металлических деталей с превосходными свойствами. Соответствие химического состава сплава и характеристик порошка методу печати и требованиям к эксплуатационным характеристикам компонентов имеет решающее значение для получения высококачественных результатов. Сотрудничая с опытными поставщиками порошков, конечные пользователи используют опыт в производстве порошков и процессах 3D-печати, чтобы быстрее и надежнее создавать прочные компоненты AM.

узнать больше о процессах 3D-печати