Порошок для аддитивного производства
Оглавление
Аддитивное производство (АМ), известное также как 3D-печать, использует металлические и неметаллические порошки для послойного изготовления деталей. Выбор надежного поставщика порошков для АМ имеет решающее значение для достижения оптимальных свойств материалов, производительности и качества конечных деталей.
В этом исчерпывающем руководстве содержится все, что необходимо знать о выборе подходящего порошка для аддитивного производства и поставщика, включая:
Обзор Порошок для аддитивного производства
Порошки для аддитивного производства - это сырье, используемое в процессах порошкового синтеза, направленного энергетического осаждения, струйного нанесения связующего и других процессах AM на основе порошков.
Основные типы АМ-порошков:
- Металлы - титан, алюминий, сталь, никель, кобальт-хром
- Полимеры - нейлон, PEEK, TPU, ABS, полиамид
- Керамика - глинозем, диоксид циркония, карбид кремния
- Композиты - армированные частицами, коротковолокнистые
Характеристики порошка:
- Химия - чистота, состав, легирование
- Размер и распределение частиц
- Форма частиц - сферическая, неправильная
- Плотность и пористость
- Текучесть
- Содержание влаги
Основные поставщики порошков:
- Такие OEM-производители, как EOS, 3D Systems, GE Additive
- Специалисты по металлическим порошкам, такие как AP&C, Sandvik, Praxair
- Крупные производители металлов, включая Carpenter, Höganäs, Rio Tinto
Выбор оптимального типа порошка и его параметров с учетом особенностей AM-процесса и задач является залогом высокого качества деталей.
![Порошок для аддитивного производства 1 порошок для аддитивного производства](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/Ti-6Al-4V-Titanium-Alloy-Powder.jpg)
Виды Порошок для аддитивного производства
Существуют четыре основные категории порошков для AM-технологий - для металлов, полимеров, керамики и композитов:
Металлические порошки
К наиболее распространенным металлам относятся:
- Титан и титановые сплавы
- Алюминиевые сплавы
- Нержавеющие стали
- Инструментальные стали
- Кобальтохромовые сплавы
- Никелевые суперсплавы
- Драгоценные металлы, такие как золото, серебро
Преимущества: Высокая прочность, долговечность, термостойкость
Приложения: Аэрокосмическая, медицинская, автомобильная, промышленная
Полимерные порошки
Используемые полимеры:
- Нейлон (PA12, PA11)
- ABS
- PEEK
- TPU
- Полиамид
Преимущества: Жесткость, химическая стойкость, гибкость
Приложения: Потребительские товары, промышленные детали
Керамические порошки
Примеры включают:
- Глинозем
- Цирконий
- Карбид кремния
- Нитрид кремния
- Трикальцийфосфат
Преимущества: Высокая твердость, термо/коррозионная стойкость
Приложения: Режущие инструменты, стоматология, аэрокосмическая промышленность
Композитные порошки
- Металлы и полимеры, армированные частицами
- Коротковолокнистые армированные пластики
Преимущества: Улучшенные механические свойства
Приложения: Автомобильная промышленность, спортивные товары, инфраструктура
Правильный выбор типа порошка влияет на такие свойства детали, как прочность, функциональность, эстетичность и др.
Свойства порошков для аддитивного производства
Порошки AM должны соответствовать строгим техническим требованиям:
Недвижимость | Подробности | Значение |
---|---|---|
Химия | Состав сплава, степень чистоты | Влияет на микроструктуру, дефекты, механические свойства |
Размер частиц | Средний размер и распределение | Влияет на разрешение, качество поверхности, плотность |
Форма частиц | Сферические, неправильные, спутниковые частицы | Влияет на плотность упаковки, текучесть, распределяемость |
Плотность | Насыпная плотность и плотность отвода | Более высокая плотность позволяет увеличить плотность деталей |
Характеристики потока | Скорость потока, угол откоса | Обеспечение равномерного распределения порошка в процессе печати |
Содержание влаги | Низкое содержание влаги | Предотвращает агломерацию и разрушение порошка |
Поверхностные оксиды | Тонкий равномерный оксидный слой | Низкая степень окисления обеспечивает превосходную текучесть и свойства порошка |
Строгий контроль этих характеристик порошка необходим для получения высококачественных компонентов АМ.
Области применения порошков для аддитивного производства
Порошки AM используются в следующих основных отраслях промышленности и сферах применения:
Промышленность | Приложения |
---|---|
Аэрокосмическая промышленность | Лопатки турбин, конструкции планера и двигателя, кронштейны, радиаторы |
Медицина | Ортопедические и стоматологические имплантаты, хирургические инструменты, приспособления для пациентов |
Автомобильная промышленность | Облегченные компоненты, нестандартные детали, оснастка |
Промышленность | Детали для тяжелого оборудования, робототехника, оснастка, зажимные приспособления |
Потребитель | Ювелирные изделия, предметы коллекционирования, игровые миниатюры |
Нефть и газ | Скважинный инструмент, арматура, устьевые детали, компоненты насосов |
Среди других применений - архитектурные модели, быстрое изготовление оснастки, ядерного и химического оборудования.
AM позволяет быстрее и гибче производить сложные оптимизированные детали в различных отраслях.
Технические характеристики порошка AM
Свойства и качество порошка AM могут быть изменены в соответствии с требованиями заказчика:
Параметр | Опции |
---|---|
Материалы | Металлы, полимеры, керамика, композиты |
Химия | Различные сплавы, полимеры, армирующие материалы |
Размер частиц | Нано, микро, 10-45 мкм, 15-150 мкм и т.д. |
Распределение по размерам | Доступны жесткие дистрибутивы |
Форма частиц | Преимущественно сферические |
Плотность | Теоретическая плотность до ~98% |
Расход | Достижение оптимальных значений расхода |
Поверхностные оксиды | Низкий уровень окисления |
Загрязнение | Минимальное содержание примесей |
Содержание влаги | Низкое содержание влаги |
Работайте с поставщиками, чтобы адаптировать спецификации порошков к вашему процессу AM, потребностям в материалах и требованиям конечного использования.
Конструктивные особенности порошков для АМ
Определенные конструктивные приемы повышают эффективность порошкового АМ:
- Модификация сплавов - Корректировка составов для оптимизации механических свойств, предотвращения горячего растрескивания и т.д.
- Смешивание - Смешивание различных порошков для достижения индивидуальных свойств материала
- Покрытия - Нанесение специализированных покрытий для защиты порошков сплавов от окисления
- Просеивание - Классификация порошка на узкие гранулометрические фракции
- Дегазация - Удаление газообразных загрязнений, вызывающих пористость
- Расходные добавки - Добавление наноразмерных текучих агентов для улучшения текучести порошка
- Омоложение - Переработка использованного порошка путем удаления влаги и примесей
Тесно сотрудничая с поставщиком порошков для АМ, можно использовать эти возможности проектирования для получения превосходных свойств деталей.
Стандарты для Порошки для аддитивного производства
Ключевые стандарты позволяют обеспечить качество и стабильность порошка для АМ:
- ASTM F3049 - Стандартное руководство по определению характеристик AM-металлов
- ASTM F3055 - Стандартная спецификация на присадочные металлы
- ASTM F3213 - Стандарт на металлические порошки, используемые при плавке в порошковом слое
- ISO/ASTM 52915 - Стандартная спецификация на сплав Ti-6Al-4V
- ASTM F3184 - Стандарт для порошков из нержавеющей стали
- ASTM F3301 - Стандарт на порошки никелевых сплавов
- ISO/ASTM 52904 - Технологические характеристики и контроль качества АМ-металлов
Поставщики и потребители порошков должны придерживаться этих стандартов для определения уровня качества.
Поставщики порошка AM
К ведущим мировым производителям АМ-порошков относятся:
Поставщик | Материалы | Описание | Ценообразование |
---|---|---|---|
AP&C | Ti, Al, CoCr, стали | Специализированный производитель сферических порошков | $xx-$xxx/кг |
Sandvik | Ti, Ni, Al, стали | Широкий ассортимент сплавов для АМ | $xx-$xxx/кг |
Praxair | Ti, Ni, CoCr, Al | Высококачественные распыляемые и легированные порошки | $xx-$xxx/кг |
Плотник | Ti, CoCr, SS, Al | Широкий спектр сплавов и размеров частиц | $xx-$xxx/кг |
GE Additive | Ti, Al, CoCr, Cu | OEM-производитель, предоставляющий комплексные решения в области AM | $xx-$xxx/кг |
Höganäs | Стали, SS | Крупнейший мировой поставщик порошковых металлов | $xx-$xxx/кг |
Существует множество авторитетных мировых поставщиков, предлагающих качественные порошки для АМ-технологий из металлов, полимеров, керамики и композитов.
Как выбрать поставщика порошка для аддитивного производства
Вот ключевые факторы, которые необходимо учитывать при выборе поставщика порошков для АМ:
- Техническая экспертиза в производстве порошков для АМ
- Ассортимент материалов предлагаемые - металлы, полимеры, керамика и др.
- Управление качеством - Определение характеристик порошка, отбор проб, испытания, анализ, документация, сертификация
- Возможности сферических порошков - По плотности и текучести
- Возможности настройки - Индивидуальное распределение размеров, состав, покрытия и т.д.
- Понимание процесса АМ - Порошок, оптимизированный для конкретной технологии АМ
- Опыт в области НИОКР - Текущие разработки порошков
- Служба поддержки - Консультации по применению, устранение неисправностей, обучение
- Сроки выполнения работ - Наличие запасов для быстрой поставки
- Ценообразование - Конкурентоспособность в соответствии с вашими потребностями в объеме и качестве
Сотрудничество с производителем порошков, обеспечивающим стабильное качество и техническую поддержку.
Как хранить порошок для аддитивного производства
Правильное хранение порошка АМ позволяет сохранить качество материала и предотвратить его деградацию:
- Хранить порошок в оригинальной герметичной упаковке вдали от влаги и загрязнений
- Поддерживать прохладные, сухие условия в помещении
- Ограничение колебаний температуры, которые могут вызвать поглощение влаги
- Использовать систему инвентаризации по принципу "первый пришел - первый ушел" (FIFO)
- Только открытая емкость в момент использования
- своевременно выбрасывать использованный порошок
- Проведение периодических проверок качества хранящегося порошка
- Проверка химического состава, распределения размеров, скорости потока, поверхностных оксидов
- Соблюдение всех мер безопасности - СИЗ, работа с инертными газами, контроль источников воспламенения
Правильное хранение является залогом стабильности порошка и максимального качества деталей в течение длительного времени.
Переработка порошка для аддитивного производства
Использованный порошок AM может быть переработан:
Метод | Обзор |
---|---|
Тепловой | При термической обработке сжигаются покрытия и загрязнения |
Механическая | Физические процессы удаляют загрязнения и освежают частицы |
Химическая | Химические процессы удаления поверхностных оксидов и покрытий |
Плазма | Энергия плазмы диссоциирует нежелательные элементы из порошка |
Преимущества переработки отходов:
- Значительное снижение затрат на порошок
- Более устойчивое производство
- Достижение высоких показателей повторного использования в некоторых сплавах
Совместно с поставщиком порошка для АМ внедрить экономически эффективные методы переработки порошка.
Анализ затрат Порошки для аддитивного производства
Стоимость порошка для АМ существенно различается в зависимости от материала:
Материал | Стоимость за кг |
---|---|
Алюминиевые сплавы | $50 – $120 |
Титановые сплавы | $170 – $450 |
Нержавеющие стали | $50 – $120 |
Инструментальные стали | $50 – $200 |
Никелевые суперсплавы | $150 – $500 |
Кобальтовый хром | $150 – $300 |
Полимеры | $80 – $200 |
Стоимость порошка зависит от:
- Базовая стоимость материалов
- Состав сплава
- Метод производства - газовое и водяное распыление
- Качество - примеси, гранулометрический состав
- Объем закупок - большие объемы дают более низкие цены
Баланс между качеством порошка и его доступностью является ключевым фактором для получения максимальной выгоды.
Плюсы и минусы металлических и полимерных AM-порошков
Металлические порошки
- Высокая прочность и термостойкость
- Отличная долговечность и устойчивость к образованию трещин
- Широкий спектр передовых вариантов сплавов
- Возможность воспроизведения свойств материала конечной детали
Металлический порошок Cons
- Более высокие материальные затраты
- В настоящее время существует ограниченное количество типоразмеров и поставщиков
- Необходимые меры безопасности при работе с оборудованием
- Необходима дополнительная инфраструктура для переработки
Плюсы полимерных порошков
- Снижение материальных затрат
- Больше поставщиков и выбор материалов
- В целом более безопасное обращение
- Требуется менее сложная инфраструктура
Потребность в полимерных порошках
- Снижение прочности, теплостойкости и долговечности
- В настоящее время существует ограниченное количество высокоэффективных полимеров
- Часто используется для изготовления прототипов по сравнению с готовыми деталями
- Непредсказуемые и анизотропные свойства материалов
Выбор правильного варианта зависит от требований к применению, условий эксплуатации и экономических показателей.
Перспективы развития порошков для АМ
По прогнозам, к 2028 году объем рынка порошков для АМ составит более $5 млрд, что будет обусловлено ростом в:
- Аэрокосмическая и медицинская отрасли
- Внедрение АМ в производство
- Новые сплавы и материалы для AM
- Освоение АМ автопроизводителями
- Развитие цепочки поставок по мере увеличения спроса
К числу основных перспективных возможностей и событий относятся:
- Выход на рынок новых производителей АМ-порошков
- Конкурентоспособное ценообразование при увеличении объемов
- Повышенная чистота и улучшенная текучесть
- Нестандартные составы сплавов и оптимизация частиц
- Совершенствование процессов и экономики рециклинга
- Автоматизированная обработка порошка и управление запасами
Порошки для АМ будут играть важную роль в дальнейшем расширении и внедрении АМ-индустрии в важнейших отраслях промышленности.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вопрос: Какие материалы доступны для аддитивного производства?
О: Наиболее распространенными материалами являются металлы, полимеры, керамика и композиты. К металлам относятся титан, алюминий, нержавеющая сталь, инструментальная сталь, никелевые сплавы и драгоценные металлы. Полимеры включают нейлон, PEEK, ABS, полиамид.
Вопрос: Какой металлический порошок для АМ наиболее широко используется?
О: Титановые сплавы, в частности Ti-6Al-4V, являются наиболее распространенными металлическими порошками, используемыми в таких ключевых отраслях промышленности, как аэрокосмическая и медицинская.
Вопрос: Каков оптимальный размер частиц порошка AM?
О: Стандартные размеры порошка для большинства процессов AM находятся в диапазоне 10-45 мкм. Однако оптимальный размер зависит от конкретной машины и параметров процесса.
Вопрос: Сколько стоит металлический AM-порошок?
О: Стоимость порошка варьируется в широком диапазоне $50-$500/кг в зависимости от сплава, качества и объема закупки. Титан стоит дороже, а алюминий и сталь - дешевле.
Вопрос: Ухудшает ли использование переработанного порошка свойства материала?
О: Свойства могут ухудшаться после многократной переработки. Коэффициент использования зависит от сплава и процесса переработки. Работайте с поставщиком, чтобы добиться максимального повторного использования при сохранении постоянства.
Вопрос: Каковы основные характеристики порошка для АМ?
О: К основным характеристикам относятся химический состав, гранулометрический состав, форма, плотность, текучесть, низкое содержание влаги и поверхностных оксидов.
Вопрос: Как производится порошок АМ?
О: Металлические порошки производятся в основном методом газового или водяного распыления. Для полимеров используются различные методы пульверизации. В керамике используются такие современные процессы, как плазменная сфероидизация.
Вопрос: Как определить качество порошка АМ?
О: Проведение испытаний и определение характеристик в соответствии с отраслевыми стандартами по таким параметрам, как химический состав, чистота, гранулометрический состав, скорость потока, плотность и содержание влаги.
Вопрос: Какие меры предосторожности необходимы при работе с металлическим АМ-порошком?
О: Используйте соответствующие СИЗ, минимизируйте количество пыли, избегайте источников воспламенения, применяйте надлежащие методы хранения и уборки помещений, выполняйте все рекомендуемые процедуры по технике безопасности.
Вопрос: Чем порошок для АМ отличается от порошка для других процессов, например MIM?
О: К порошкам для АМ предъявляются более жесткие требования по гранулометрическому составу, сферической морфологии, характеристикам текучести и чистоте для достижения максимального качества деталей.
Поделиться
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта
MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.
Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!
Похожие статьи
О компании Met3DP
Воспроизвести видео
Последние обновления
Наш продукт
CONTACT US
Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.
Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции
Получить последние продукты и прайс-лист
![металлический 3dp логотип малый](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства
КОМПАНИЯ
ПРОДУКТ
ИНФОРМАЦИЯ О КОНТАКТЕ
- Город Циндао, Шаньдун, Китай
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731