Порошок для аддитивного производства

Обзор

Аддитивное производство (AM), также известное как 3D-печать, использует металлические порошки для послойного изготовления компонентов на основе цифровых моделей. Порошок выступает в качестве исходного сырья и выборочно расплавляется, спекается или скрепляется прецизионными источниками тепла в соответствии с геометрическими параметрами CAD.

Популярные процессы AM для металлов включают струйное нанесение связующего, направленное осаждение энергии, сплавление в порошковом слое и ламинирование листов. Для каждой технологии требуется порошок с определенными характеристиками для достижения оптимальной плотности, качества поверхности, точности размеров и механических свойств напечатанных деталей.

В этом руководстве подробно рассматривается металлический порошок для AM, включая варианты сплавов, методы производства, основные свойства порошка, области применения, спецификации, поставщиков и соображения, связанные с покупкой материала. Полезные сравнительные таблицы обобщают технические данные, помогая выбрать и квалифицировать порошок.

Поиск оптимизированного порошка для AM-печати позволяет производителям повысить качество печати, уменьшить количество дефектов и в полной мере использовать такие преимущества 3D-печати, как свобода проектирования, ускорение итераций и консолидация деталей. Связь с компетентными поставщиками упрощает квалификацию сырья.

Варианты сплавов для порошков AM

Широкий спектр металлов и сплавов доступен в качестве оптимизированного порошкового сырья для процессов 3D-печати:

Общие системы сплавов для Порошок для аддитивного производства

• Нержавеющие стали
• Инструментальные стали
• Титан и титановые сплавы
• Алюминиевые сплавы
• Никелевые суперсплавы
• Кобальтохромовые сплавы
• Драгоценные металлы, такие как золото, серебро
• Экзотические сплавы, такие как медь, тантал, вольфрам

Для удовлетворения конкретных потребностей в коррозионной стойкости, прочности, твердости, электропроводности и других свойствах могут быть выбраны как стандартные, так и нестандартные сплавы.

Методы производства металлических порошков для AM

В аддитивном производстве используется металлический порошок, полученный с помощью:

Типичные методы производства металлических порошков для AM

• 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 получать наноразмерные или индивидуальные частицы сплавов.

Основные характеристики металлического порошка AM

Критические характеристики порошка для AM включают в себя:

Металл Порошок для аддитивного производства Свойства

Точный контроль таких характеристик, как размер, форма и химический состав частиц, очень важен для получения полностью плотных деталей AM с желаемыми свойствами.

Области применения металлического порошка AM

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

Применение аддитивного производства металлов

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

Технические характеристики металлического порошка AM

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 металлических порошков для AM

Ведущие международные поставщики оптимизированных для AM металлических порошков включают:

Производители металлических порошков для аддитивного производства

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.

Соображения по закупке металлических порошков для AM

Ключевые аспекты для обсуждения с поставщиками:

• 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 сплавами
• Системы качества и прослеживаемость происхождения порошка
• Технические знания о требованиях к порошкам для AM
• Логистика и механизмы доставки

Тесно сотрудничайте с поставщиками, имеющими опыт работы со специфическими порошками для АМ, чтобы обеспечить идеальный выбор материала для вашего процесса и компонентов.

Плюсы и минусы металлического порошка AM

Преимущества и ограничения металлических порошков для аддитивного производства

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

Вопросы и ответы

Насколько малым может быть размер частиц для аддитивного производства металлов?

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 индивидуальные смеси элементарных порошков.

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 детали имеет решающее значение для получения высококачественных результатов. Сотрудничая с опытными поставщиками порошков, конечные пользователи используют опыт в производстве порошков и процессах 3D-печати для более быстрой и надежной разработки деталей. Постоянный прогресс в области металлических порошков способствует росту внедрения аддитивных технологий в важнейших отраслях промышленности.

узнать больше о процессах 3D-печати