Лазерная наплавка порошкового слоя

Оглавление

Обзор

Лазерная наплавка порошкового слоя (LPBF) - это передовая технология аддитивного производства, которая использует лазер для выборочного послойного сплавления частиц порошка с целью создания очень сложных и точных металлических деталей. Эта технология произвела революцию в различных отраслях промышленности, позволив создавать сложные геометрические формы, которые невозможно или крайне сложно получить с помощью традиционных методов производства.

Основные детали лазерного порошкового плавления

Таблица: Типы, состав, свойства и характеристики металлических порошков для LPBF

Металлический порошокСоставСвойстваХарактеристики
Нержавеющая сталь 316LFe, Cr, Ni, MoВысокая коррозионная стойкость, хорошие механические свойстваШироко используется в медицине и аэрокосмической промышленности
Инконель 718Ni, Cr, Fe, NbВысокая прочность, устойчивость к окислению и коррозии при высоких температурахПодходит для аэрокосмической промышленности и газовых турбин
AlSi10MgAl, Si, MgВысокое соотношение прочности и веса, хорошая теплопроводностьИспользуется в автомобильной и аэрокосмической промышленности
Ti6Al4VTi, Al, VОтличная прочность, малый вес, биосовместимостьПопулярны в медицинских имплантатах и аэрокосмической промышленности
CoCrMoCo, Cr, MoВысокая износостойкость, биосовместимостьИдеально подходит для применения в медицине и стоматологии
Хастеллой XNi, Mo, Cr, FeВысокая термостойкость, хорошая свариваемостьИспользуется в аэрокосмической и химической промышленности
Мартенситностареющая стальFe, Ni, Mo, CoВысокая прочность, вязкость и твердость после старенияПодходит для работы с инструментами и в условиях высоких нагрузок
Al6061Al, Mg, Si, CuХорошие механические свойства, отличная коррозионная стойкостьРаспространены в автомобильной и аэрокосмической промышленности
CuCr1Cu, CrВысокая электро- и теплопроводностьИдеально подходит для электрических и тепловых применений
ТанталТаВысокая плотность, отличная коррозионная стойкостьИспользуется в медицинских приборах и электронике
лазерное сплавление порошкового слоя

Применение Лазерная наплавка порошкового слоя

Таблица: Применение или использование металлических порошков в LPBF

ПромышленностьПриложениеМеталлические порошки
Аэрокосмическая промышленностьКомпоненты двигателя, конструктивные элементыИнконель 718, Ti6Al4V
Автомобильная промышленностьЛегкие детали, прототипыAlSi10Mg, Al6061
МедицинаИмплантаты, протезыTi6Al4V, CoCrMo, тантал
СтоматологияКоронки, мостыCoCrMo
Нефть и газВысокопрочные компоненты, коррозионностойкие деталиИнконель 718, Хастеллой X
Инструментальная оснасткаФормы, штампыМартенситностареющая сталь, инструментальная сталь H13
ЭлектроникаРадиаторы, электрические компонентыCuCr1
ЭнергияЛопасти турбин, топливные элементыИнконель 718, Хастеллой X
ОборонаЛегкая броня, структурные элементыTi6Al4V, AlSi10Mg
Потребительские товарыИндивидуальные ювелирные изделия, оправы для очковНержавеющая сталь 316L, Al6061

Технические характеристики, размеры, марки, стандарты

Таблица: Технические характеристики, размеры, марки и стандарты металлических порошков для LPBF

Металлический порошокТехнические характеристикиРазмеры (микроны)КлассыСтандарты
Нержавеющая сталь 316LASTM A24015-45316LISO 9001, ASTM F138
Инконель 718AMS 566215-45Инконель 718ASTM B637, ISO 9001
AlSi10MgDIN EN 170620-63AlSi10MgISO 9001, ASTM B179
Ti6Al4VASTM B34815-45Ti6Al4VISO 9001, ASTM F1472
CoCrMoASTM F7515-45CoCrMoISO 9001, ASTM F1537
Хастеллой XAMS 575415-53Хастеллой XISO 9001, ASTM B435
Мартенситностареющая стальAMS 652115-53Мартинг 300ISO 9001, ASTM A538
Al6061ASTM B22120-63Al6061ISO 9001, ASTM B221
CuCr1ASTM B22415-45CuCr1ISO 9001, ASTM B224
ТанталASTM B70815-53ТанталISO 9001, ASTM B708

Поставщики и ценовая политика

Таблица: Поставщики и цены на металлические порошки для LPBF

ПоставщикМеталлический порошокЦена (USD/кг)РасположениеСайт
Столярная присадкаНержавеющая сталь 316L100СШАcarpenteradditive.com
SandvikИнконель 718250Швециядобавка.sandvik
Технология LPWAlSi10Mg150ВЕЛИКОБРИТАНИЯlpwtechnology.com
AP&CTi6Al4V300Канадаadvancedpowders.com
EOS GmbHCoCrMo200Германияeos.info
HöganäsХастеллой X280Швецияhoganas.com
Столярная присадкаМартенситностареющая сталь220СШАcarpenteradditive.com
ValimetAl6061140СШАvalimet.com
GKN AdditiveCuCr1180ВЕЛИКОБРИТАНИЯgknpm.com
Современные порошкиТантал350СШАadvancedpowders.com

Преимущества и ограничения Лазерная наплавка порошкового слоя

Таблица: Плюсы и минусы, преимущества и ограничения LPBF

ПараметрПреимуществаОграничения
Свобода дизайнаВозможность создания сложных геометрических формОграничения по размеру камеры сборки
Эффективность использования материаловВысокая степень использования материала, минимум отходовПроблемы, связанные с обработкой и переработкой порошков
Механические свойстваВысокопрочные, функциональные деталиОстаточные напряжения, возможность образования трещин
ПерсонализацияБыстрое производство деталей по индивидуальным заказамМедленные темпы наращивания по сравнению с некоторыми методами
Скорость производстваБыстрее для малых и средних партийВысокие первоначальные затраты на установку
Отделка поверхностиТонкие детали, хорошая обработка поверхностиЧасто требуется постобработка
Эффективность затратЭкономичность при изготовлении сложных деталей небольшого объемаДорогое сырье
УниверсальностьШирокий выбор материаловОграничено металлическими порошками
ПовторяемостьВысокая согласованность и повторяемостьНеобходимость точного контроля и калибровки
ИнтеграцияПростая интеграция с цифровыми рабочими процессамиТребуются квалифицированные операторы

Подробное обсуждение ключевых аспектов

Свобода проектирования с помощью LPBF

Представьте, что вы можете проектировать и производить детали, которые раньше считались невозможными. С помощью лазерной технологии Laser Powder Bed Fusion ограничения, накладываемые традиционными методами производства, исчезают. Вы можете создавать замысловатые решетчатые структуры, сложные внутренние каналы и органические формы, которые одновременно легкие и прочные. Подумайте об этом как о скульптуре с помощью лазера, где единственным пределом является ваше воображение.

Эффективность использования материалов

Одна из отличительных особенностей LPBF - эффективность использования материалов. Традиционное производство часто предполагает отрезание большого количества материала, что приводит к образованию отходов. В LPBF, напротив, используется только то количество порошка, которое необходимо для изготовления детали, что значительно сокращает количество отходов. Это похоже на выпечку

Торт с оптимальным количеством ингредиентов, не оставляя ничего лишнего.

Механические свойства

Механические свойства деталей, изготовленных с использованием ЛПБФ, впечатляют. Они могут соответствовать или даже превосходить свойства деталей, изготовленных традиционным способом. Это очень важно для таких отраслей, как аэрокосмическая и медицинская, где прочность и долговечность имеют первостепенное значение. Представьте себе уверенность в том, что деталь, созданная слой за слоем с помощью лазера, может выдержать те же нагрузки, что и деталь, выкованная в печи.

Персонализация и быстрое прототипирование

LPBF - это революционное решение для персонализации. Нужен уникальный медицинский имплантат, адаптированный к анатомии пациента? Нет проблем. Нужно быстро создать прототип новой детали для автомобильной промышленности? Готово. Скорость и гибкость LPBF означают, что вы можете пройти путь от разработки до производства за долю времени. Это все равно что иметь персональную фабрику, которая может изготовить все, что вы придумаете.

Скорость производства и экономическая эффективность

Хотя метод LPBF может быть не самым быстрым для крупносерийного производства, он отлично подходит для малых и средних партий. Способность быстро изготавливать сложные детали без использования пресс-форм и оснастки делает его экономически эффективным при небольших объемах производства. Представьте себе марафон, в котором вы можете бежать спринтерским шагом, когда это необходимо, экономя при этом энергию и ресурсы.

Отделка поверхности и последующая обработка

Качество поверхности деталей из ЛПБП обычно хорошее, но для достижения желаемой гладкости часто требуется некоторая последующая обработка. Это может включать в себя механическую обработку, полировку или термообработку. Это похоже на шлифовку куска дерева, чтобы выявить зерно, улучшая внешний вид и функциональность конечного продукта.

Универсальность и воспроизводимость

Универсальность LPBF - одна из ее самых сильных сторон. Широкий выбор металлических порошков - от алюминия до титана и высокоэффективных сверхпрочных сплавов - открывает широкие возможности. Кроме того, повторяемость процесса гарантирует неизменное качество каждой детали. Это все равно что иметь рецепт, который получается идеальным каждый раз, когда вы его выпекаете.

лазерное сплавление порошкового слоя

Вопросы и ответы

Таблица: Раздел FAQ с вопросами и ответами

ВопросОтвечать
Что такое лазерное порошковое напыление?LPBF - это процесс аддитивного производства, в котором используется лазер для послойного сплавления частиц металлического порошка.
Какие материалы могут быть использованы в LPBF?Широкий ассортимент металлических порошков, включая нержавеющую сталь, алюминий, титан, кобальт-хром и другие.
В чем преимущества LPBF?Свобода дизайна, экономичность материалов, высокие механические свойства, индивидуальный подход и экономичность.
Каковы ограничения LPBF?Ограничения по размерам, сложности с обработкой порошка, возможность возникновения остаточных напряжений и высокая первоначальная стоимость.
Чем LPBF отличается от традиционного производства?LPBF обеспечивает большую гибкость конструкции и эффективность при изготовлении сложных деталей, но может быть медленнее при крупносерийном производстве.
Требуется ли постобработка для деталей LPBF?Да, для получения желаемого результата часто требуется последующая обработка, такая как механическая обработка, полировка или термообработка.
Какие отрасли получают наибольшую выгоду от LPBF?Аэрокосмическая, автомобильная, медицинская, стоматологическая, нефтегазовая, инструментальная, электронная, энергетическая и оборонная промышленность.
Как LPBF обрабатывает сложные геометрические фигуры?LPBF отлично справляется с изготовлением сложных геометрических форм с замысловатыми деталями, которые трудно получить с помощью традиционных методов.
Какова стоимость металлических порошков для LPBF?Стоимость зависит от материала и составляет примерно от $100 до $350 за килограмм в зависимости от металлического порошка.
Кто является ведущими поставщиками металлических порошков?Среди поставщиков: Carpenter Additive, Sandvik, LPW Technology, AP&C, EOS GmbH, Höganäs и другие.

Заключение

Лазерная наплавка порошкового слоя преобразует производственный ландшафт благодаря своей способности изготавливать очень сложные и точные металлические детали. Преимущества в свободе дизайна, эффективности материалов, механических свойствах и индивидуальном подходе делают ее мощным инструментом для различных отраслей промышленности. Несмотря на некоторые ограничения, потенциал LPBF огромен, и по мере развития технологии области ее применения будут только расширяться. Независимо от того, работаете ли вы в аэрокосмической, автомобильной, медицинской или любой другой области, LPBF предлагает захватывающие возможности для инноваций и эффективности.

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