Лазерное аддитивное производство (LAM)

Оглавление

Обзор Лазерное аддитивное производство (LAM)

Лазерное аддитивное производство (LAM) - это революционная технология в области изготовления металлов. В ней используется мощный лазер для сплавления металлических порошков в сложные и точные компоненты. Этот процесс, также известный как 3D-печать, преобразует промышленность, позволяя создавать сложные геометрические формы, которые раньше было невозможно или очень дорого производить с помощью традиционных методов производства.

LAM отличается своей способностью производить детали с исключительной прочностью, легкими конструкциями и минимальным количеством отходов. Это - переломный момент для таких отраслей, как аэрокосмическая, автомобильная и здравоохранение, где постоянно растет спрос на высокоэффективные материалы и индивидуальные компоненты.

Лазерное аддитивное производство (LAM)

Типы и состав металлических порошков в LAM

Одним из важнейших элементов LAM является используемый металлический порошок. Выбор порошка существенно влияет на свойства, качество и производительность конечного продукта. Здесь мы подробно рассмотрим некоторые конкретные модели металлических порошков:

Металлический порошокСоставСвойстваХарактеристики
Ti6Al4V (титановый сплав)90% Титан, 6% Алюминий, 4% ВанадийВысокая прочность, легкий весОтличная коррозионная стойкость, биосовместимость
Нержавеющая сталь 316L17% Хром, 12% Никель, 2% Молибден, ЖелезоВысокая пластичность, коррозионная стойкостьНемагнитные, легко свариваются
Инконель 718Никель, хром, железо, ниобийУстойчивость к высоким температурамОтличные механические свойства при высоких температурах
AlSi10Mg (алюминиевый сплав)89% Алюминий, 10% Кремний, 1% МагнийЛегкий вес, хорошая теплопроводностьХорошая свариваемость, высокая усталостная прочность
CoCr (кобальто-хромовый сплав)Кобальт, ХромИзносостойкость, высокая прочностьБиосовместимость, отличная коррозионная стойкость
Мартенситностареющая сталь (18Ni300)18% Никель, 12% Кобальт, 4% МолибденВысокая прочность, вязкостьХорошая стабильность размеров, возможность сварки
МедьЧистая медьОтличная электропроводностьХорошая теплопроводность, антибактериальные свойства
Инструментальная сталь H13Железо, 5% Хром, 1% Молибден, 1% ВанадийВысокая прочность, термостойкостьХорошая износостойкость, высокая прокаливаемость
Ni625 (никелевый сплав)58% Никель, 21% Хром, 9% МолибденВысокая коррозионная стойкость, прочностьХорошая свариваемость, устойчивость к окислению
БронзаМедь, олово 12%Хорошая износостойкость, низкое трениеОтличная обрабатываемость, коррозионная стойкость

Применение Лазерное аддитивное производство (LAM)

Универсальность LAM делает его пригодным для широкого спектра применений в различных отраслях промышленности. Вот некоторые из основных областей применения:

ПромышленностьПриложениеОписание
Аэрокосмическая промышленностьКомпоненты двигателя, конструктивные элементыЛегкие и прочные детали со сложной геометрией
Автомобильная промышленностьНестандартные детали, легкие компонентыВысокопроизводительные детали, снижающие вес автомобиля и повышающие его эффективность
МедицинаИмплантаты, протезы, хирургические инструментыИндивидуальные, биосовместимые устройства, улучшающие результаты лечения пациентов
ЭнергияЛопатки турбин, теплообменникиПрочные, устойчивые к высоким температурам компоненты для энергетических систем
Инструментальная оснасткаФормы, штампы, оснасткаПрецизионные инструменты, улучшающие производственные процессы
ЭлектроникаТеплоотводы, разъемыЭффективное терморегулирование и точные электронные компоненты
Ювелирные изделияИндивидуальный дизайн, замысловатые узорыЮвелирные изделия с высокой детализацией и индивидуальным дизайном
ОборонаЛегкая броня, компоненты оружияВысокопрочные, долговечные детали для оборонной промышленности
АрхитектураСтруктурные элементы, художественные элементыУникальные, сложные конструкции для современных архитектурных проектов
Потребительские товарыТовары на заказ, замысловатые конструкцииПерсонализированные изделия с замысловатыми деталями

Спецификации, размеры, марки и стандарты металлических порошков

Каждый металлический порошок, используемый в LAM, должен соответствовать определенным стандартам и спецификациям, чтобы обеспечить оптимальную производительность и качество. Здесь представлен полный обзор этих аспектов:

Металлический порошокРазмер частицКлассСтандарт
Ti6Al4V15-45 мкм5 классASTM B348, ISO 5832-3
Нержавеющая сталь 316L15-45 мкмМарка 316LASTM A240, ISO 5832-1
Инконель 71815-53 мкм718 классAMS 5662, ASTM B637
AlSi10Mg20-63 мкмСтепень 10MgISO 3522, EN 1706
CoCr10-45 мкмF75, F799ASTM F75, ISO 5832-4
Мартенситностареющая сталь 18Ni30015-45 мкмКласс 300AMS 6514, ASTM A538
Медь20-45 мкмOFHCASTM F68, ISO 197-1
Инструментальная сталь H1315-45 мкмH13ASTM A681, DIN 1.2344
Ni62515-53 мкм625 классAMS 5666, ASTM B446
Бронза20-45 мкмC90700ASTM B427, SAE J461

Поставщики и цены на металлические порошки

Цены и доступность металлических порошков могут варьироваться в зависимости от поставщика и конкретных требований процесса LAM. Ниже приведен список некоторых поставщиков и обзор цен:

ПоставщикМеталлический порошокЦена за кгДоступность
HöganäsTi6Al4V$300Глобальная
Столярная присадкаНержавеющая сталь 316L$200Глобальная
Технология LPWИнконель 718$400Глобальная
AP&CAlSi10Mg$150Глобальная
SandvikCoCr$350Глобальная
GKN HoeganaesМартенситностареющая сталь 18Ni300$250Глобальная
TeknaМедь$100Глобальная
RenishawИнструментальная сталь H13$200Глобальная
OerlikonNi625$450Глобальная
ErasteelБронза$180Глобальная

Сравнение плюсов и минусов различных металлических порошков

Понимание преимуществ и ограничений различных металлических порошков имеет решающее значение для выбора подходящего материала для конкретных применений в LAM. Вот сравнительный обзор:

Металлический порошокПреимуществаНедостатки
Ti6Al4VВысокое соотношение прочности и веса, устойчивость к коррозии.Дорогой, требует осторожного обращения при обработке
Нержавеющая сталь 316LКоррозионная стойкость, хорошая пластичностьБолее низкая прочность по сравнению с некоторыми другими сплавами
Инконель 718Отличные высокотемпературные характеристикиВысокая стоимость, сложность в обработке
AlSi10MgЛегкий вес, хорошие тепловые свойстваБолее низкая прочность по сравнению со стальными сплавами
CoCrБиосовместимость, высокая износостойкостьДорого, трудно обрабатывать
Мартенситностареющая сталь 18Ni300Высокая прочность, вязкостьТребуется термическая обработка после обработки
МедьОтличная электро- и теплопроводностьЛегко окисляется, не так прочен, как другие металлы
Инструментальная сталь H13Высокая прочность, термостойкостьТребует термообработки, может быть трудно поддаваться механической обработке
Ni625Высокая прочность и коррозионная стойкостьОчень дорого, трудно обрабатывать
БронзаХорошая обрабатываемость, износостойкостьНизкая прочность, может быть дороже стали

Преимущества Лазерное аддитивное производство (LAM)

Лазерное аддитивное производство обладает рядом существенных преимуществ, которые делают его предпочтительным выбором в различных отраслях промышленности:

  1. Свобода дизайна: LAM позволяет создавать сложные геометрические фигуры, которые невозможно или очень затратно создавать традиционными методами. Это открывает новые возможности в области дизайна и инноваций.
  2. Эффективность использования материалов: LAM использует только необходимое количество материала, сокращая количество отходов и снижая затраты. Это особенно полезно для таких дорогих материалов, как титан и никелевые сплавы.
  3. Персонализация: Она позволяет изготавливать детали, отвечающие конкретным требованиям, например, медицинские имплантаты, идеально подходящие к анатомии пациента.
  4. Скорость: LAM позволяет значительно сократить время от проектирования до производства, ускоряя разработку продукта и вывод его на рынок.
  5. Прочность и долговечность: Детали, изготовленные с использованием LAM, часто обладают лучшими механическими свойствами, такими как повышенная прочность и усталостная прочность, по сравнению с деталями, изготовленными традиционными методами.

Недостатки лазерного аддитивного производства (LAM)

Несмотря на многочисленные преимущества, LAM имеет и некоторые ограничения, которые необходимо учитывать:

  1. Высокая стоимость: Первоначальные инвестиции в оборудование и материалы для LAM могут быть значительными, что может оказаться непосильным для малого бизнеса.
  2. Материальные ограничения: Не все материалы подходят для LAM, а ассортимент доступных порошков может быть ограничен.
  3. Отделка поверхности: Детали, изготовленные с помощью LAM, могут потребовать дополнительной постобработки для достижения требуемой чистоты и точности поверхности.
  4. Ограничения по размеру: Объем сборки станков LAM может быть ограничен, что затрудняет изготовление очень крупных деталей.
  5. Сложность в процессе: LAM требует высокого уровня квалификации и тщательного контроля параметров процесса для обеспечения качества и постоянства.
Лазерное аддитивное производство (LAM)

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

ВопросОтвечать
Что такое Лазерное аддитивное производство (LAM)?LAM - это технология 3D-печати, которая использует мощный лазер для сплавления металлических порошков в точные сложные компоненты.
Какие материалы могут быть использованы в LAM?В LAM могут использоваться различные металлические порошки, такие как титановые сплавы, нержавеющие стали, никелевые сплавы, алюминиевые сплавы, кобальт-хром, медь и инструментальные стали.
В чем преимущества LAM по сравнению с традиционным производством?LAM предлагает свободу проектирования, эффективность использования материалов, индивидуальный подход, скорость и превосходные механические свойства, что делает его идеальным для сложных и высокопроизводительных деталей.
Каковы общие области применения LAM?LAM используется в аэрокосмической, автомобильной, медицинской, энергетической, инструментальной, электронной, ювелирной, оборонной, архитектурной и потребительской промышленности для изготовления различных высокопроизводительных деталей.
Каковы ограничения LAM?LAM может быть дорогостоящим, имеет ограничения по материалу, может потребовать последующей обработки поверхности, имеет ограничения по размеру и требует высокого уровня квалификации.
Как LAM повышает эффективность использования материалов?LAM использует только необходимое количество материала для изготовления детали, что сокращает количество отходов и снижает затраты, особенно на дорогие материалы.
Какие отрасли промышленности получают наибольшую выгоду от использования LAM?Такие отрасли, как аэрокосмическая, автомобильная, медицинская и энергетическая, получают значительную выгоду от LAM благодаря способности производить высокопроизводительные, индивидуальные компоненты.
Подходит ли LAM для крупномасштабного производства?LAM идеально подходит для малых и средних серий, особенно для сложных и индивидуальных деталей, но может быть ограничена для очень крупного производства.
Каков диапазон стоимости металлических порошков, используемых в LAM?Стоимость металлических порошков варьируется в широких пределах: от около $100 за кг для обычных материалов, таких как медь, до более $450 за кг для специализированных сплавов, таких как Ni625.
Как LAM обеспечивает качество и согласованность деталей?LAM требует тщательного контроля параметров процесса, высококачественных металлических порошков, а иногда и последующей обработки для обеспечения качества и согласованности деталей.

Заключение

Лазерное аддитивное производство (LAM) представляет собой значительный скачок вперед в области изготовления металлов. Благодаря своей способности создавать сложные геометрические формы, сокращать количество отходов и обеспечивать превосходные свойства материалов, LAM преобразует отрасли и расширяет границы возможного в производстве. По мере того как технология развивается и становится все более доступной, ее применение будет только расти, делая LAM неотъемлемой частью будущего производства.

узнать больше о процессах 3D-печати

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

Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции

Получить последние продукты и прайс-лист