Аддитивное производство металлов (MAM)

Оглавление

Аддитивное производство металлов (MAM) совершает революцию в производственной отрасли, предлагая беспрецедентную свободу проектирования, эффективность и индивидуальный подход. Эта передовая технология, также известная как 3D-печать, использует металлические порошки для создания сложных и точных деталей слой за слоем. В этом подробном руководстве мы погрузимся в тонкости MAM, изучим ее типы, области применения, технические характеристики, преимущества, недостатки и многое другое.

Обзор аддитивного производства металлов (MAM)

Аддитивное производство металлов (MAM) представляет собой значительный сдвиг по сравнению с традиционными методами производства. Оно предполагает создание трехмерных объектов путем послойного добавления материала на основе цифровых моделей. Этот процесс позволяет создавать сложные геометрические формы, которые невозможно или крайне неэффективно получить с помощью традиционных методов.

Основные сведения о компании MAM

  • Процесс: Послойное добавление материала
  • Материалы: Различные металлические порошки (например, титан, нержавеющая сталь, алюминий)
  • Технология: Включает селективное лазерное плавление (SLM), электронно-лучевое плавление (EBM) и струйное нанесение связующего.
  • Приложения: Аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение, медицинские имплантаты, оснастка и многое другое
аддитивное производство металлов (MAM)

Типы технологий аддитивного производства металлов

Аддитивное производство металлов включает в себя несколько различных технологий, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики и преимущества. Давайте рассмотрим некоторые из основных типов:

Селективное лазерное плавление (SLM)

SLM использует мощный лазер для выборочного расплавления и сплавления металлических порошков. Эта технология известна своей высокой точностью и способностью производить плотные, прочные детали.

Электронно-лучевое плавление (ЭЛП)

В EBM используется электронный луч для расплавления металлических порошков в вакууме. Она особенно эффективна для производства деталей с высокими механическими свойствами и широко используется в аэрокосмической промышленности.

Струйная обработка вяжущего

Струйное нанесение связующего вещества включает в себя нанесение жидкого связующего вещества на слой металлического порошка. Полученная "зеленая" деталь затем спекается для создания цельной металлической детали. Эта технология идеально подходит для производства больших партий деталей со сложной геометрией.

Направленное энергетическое осаждение (DED)

В технологии DED используется сфокусированный источник энергии, например лазер или электронный луч, для расплавления металлических порошков или проволоки в процессе их осаждения. Эта технология очень универсальна и может использоваться для ремонта и восстановления.

Специфические модели металлических порошков для MAM

В MAM используются различные металлические порошки, каждый из которых обладает уникальными свойствами, подходящими для различных применений. Вот десять конкретных моделей металлических порошков:

Металлический порошокОписание
Титан Ti6Al4VШироко используется в аэрокосмической и медицинской промышленности благодаря превосходному соотношению прочности и веса и биосовместимости.
Нержавеющая сталь 316LИзвестен своей коррозионной стойкостью, что делает его идеальным для применения в морской и химической промышленности.
Инконель 718Никель-хромовый сплав, сохраняющий высокую прочность и коррозионную стойкость при повышенных температурах.
Алюминий AlSi10MgЛегкий и прочный, широко используется в автомобильной и аэрокосмической промышленности.
Кобальт-хромОбладает высокой износостойкостью и используется в стоматологических и ортопедических имплантатах.
Инструментальная сталь H13Используется для высокотемпературных применений и изготовления инструментов благодаря своей превосходной твердости и прочности.
МедьИзвестен своей тепло- и электропроводностью, подходит для теплообменников и электрических компонентов.
Мартенситностареющая стальСочетает в себе высокую прочность и вязкость, используется для изготовления инструментов и аэрокосмических компонентов.
Никелевый сплав 625Устойчивы к коррозии и окислению, используются в морской и химической промышленности.
ВольфрамЧрезвычайно плотный и жаропрочный, используется в аэрокосмической и оборонной промышленности.

Применение Аддитивное производство металлов (MAM)

Аддитивное производство металлов преобразует различные отрасли промышленности, позволяя изготавливать сложные, индивидуальные и высокопроизводительные детали. Вот некоторые из основных областей применения:

ПромышленностьПриложения
Аэрокосмическая промышленностьЛопатки турбин, топливные сопла, легкие структурные компоненты
Автомобильная промышленностьКомпоненты двигателя, специальные кронштейны, легкие конструктивные элементы
МедицинаИмплантаты (например, тазобедренные и коленные), зубные протезы, хирургические инструменты
Инструментальная оснасткаПресс-формы для литья под давлением, режущие инструменты, конформные каналы охлаждения
ОборонаЛегкая броня, компоненты оружия, детали беспилотных летательных аппаратов (БПЛА)
ЭнергияТеплообменники, компоненты турбин, морское буровое оборудование
ПромышленностьЗаготовки и приспособления на заказ, запасные части, сложные компоненты оборудования
Потребительские товарыЮвелирные изделия, очки, модные аксессуары на заказ

Технические характеристики, размеры, марки и стандарты

Металлические порошки, используемые в MAM, имеют различные спецификации, размеры, марки и стандарты. Понимание этих параметров имеет решающее значение для выбора подходящего материала для конкретного применения.

Технические характеристики металлических порошков

ПараметрОписание
Размер частицОбычно варьируется от 15 до 45 микрон, что влияет на разрешение и качество поверхности печатных деталей.
Химический составДолжны соответствовать определенным стандартам сплавов (например, ASTM, ISO) для обеспечения свойств и характеристик материала.
ЧистотаВысокий уровень чистоты (99,9% или выше) необходим для предотвращения дефектов и обеспечения стабильной работы.
ТекучестьВлияет на способность порошка равномерно распределяться в процессе печати.
ПлотностьВлияет на плотность и механические свойства конечной детали.
Содержание влагиНизкое содержание влаги необходимо для предотвращения окисления и обеспечения стабильности порошка.

Размеры и марки металлических порошков

Металлический порошокДоступные размеры (микрон)КлассыСтандарты
Титан Ti6Al4V20-40, 15-455 класс, 23 классASTM F2924, ISO 5832-3
Нержавеющая сталь 316L15-45316L, 1.4404ASTM A276, ISO 5832-1
Инконель 71820-40UNS N07718, W.Nr. 2.4668ASTM B637, AMS 5662
Алюминий AlSi10Mg20-63DIN EN 1706
Кобальт-хром20-53CoCrMo, CoCrWASTM F75, ISO 5832-4
Инструментальная сталь H1315-45H13, 1.2344ASTM A681
Медь15-45OFHC, C11000ASTM B170
Мартенситностареющая сталь20-4518Ni300ASTM A538
Никелевый сплав 62515-45UNS N06625, W.Nr. 2.4856ASTM B443, AMS 5599
Вольфрам20-45ASTM B777

Поставщики и ценовая политика

Поиск надежных поставщиков и понимание цен на металлические порошки имеют решающее значение для эффективного внедрения MAM. Вот обзор некоторых ключевых поставщиков и типичного диапазона цен:

ПоставщикМеталлические порошкиЦена (за кг)
HöganäsНержавеющая сталь, инструментальная сталь, никелевые сплавы$50 – $300
GKN AdditiveТитан, алюминий, нержавеющая сталь$100 – $400
Технология LPWИнконель, мартенситностареющая сталь, кобальт-хром$200 – $600
SandvikТитан, нержавеющая сталь, никелевые сплавы$150 – $500
AP&C (GE Additive)Титан, алюминий, инконель$200 – $700
Столярная присадкаИнструментальная сталь, нержавеющая сталь, никелевые сплавы$150 – $450
EOSТитан, нержавеющая сталь, алюминий$200 – $600
RenishawНержавеющая сталь, инструментальная сталь, титан$100 – $500
Технология столярных работМартенситностареющая сталь, никелевые сплавы, титан$250 – $650
MetcoМедь, вольфрам, нержавеющая сталь$80 – $400

Преимущества и недостатки Аддитивное производство металлов (MAM)

Как и любая другая технология, аддитивное производство металлов имеет свои плюсы и минусы. Их понимание может помочь в принятии взвешенных решений о внедрении и применении этой технологии.

Преимущества MAM

ПреимуществоОписание
Гибкость конструкцииПозволяет создавать сложные геометрические формы, невозможные при использовании традиционных методов производства.
Эффективность использования материаловИспользуется только тот материал, который необходим для изготовления детали, что сокращает количество отходов.
Персонализация Позволяет изготавливать детали по индивидуальным заказам, отвечающие конкретным потребностям.
Сокращение сроков изготовленияСокращает время от проектирования до производства, ускоряя циклы разработки продуктов.
Производство по требованиюОблегчает производство по принципу "точно в срок", снижая затраты на складские запасы.
Легкие конструкцииИзготовление деталей с оптимальным весом без снижения прочности.

Недостатки MAM

НедостатокОписание
Высокие первоначальные затратыСтоимость оборудования и материалов для MAM может быть значительной.
Материальные ограниченияНе все металлы подходят для аддитивного производства.
Отделка поверхностиДля достижения требуемой чистоты поверхности детали часто требуют последующей обработки.
Ограничения по размеруОбъем сборки станков MAM ограничен, что ограничивает размер деталей, которые могут быть изготовлены.
Техническая экспертизаТребуются специальные знания и навыки для работы и обслуживания оборудования.

Сравнение технологий аддитивного производства металлов

Давайте сравним некоторые из основных технологий MAM по ключевым параметрам:

ПараметрSLMEBMСтруйная обработка вяжущегоDED
ТочностьВысокаяУмеренныйУмеренныйУмеренный
Плотность материалаВысокаяВысокаяНижнийВысокая
Отделка поверхностиХорошийУмеренныйБедныйУмеренный
Скорость сборкиУмеренныйВысокаяВысокаяУмеренный
Подходящие материалыШирокий диапазонОграничено проводящими металламиШирокий диапазонШирокий диапазон
СтоимостьВысокаяВысокаяНижнийВысокая
Типовые примененияАвиакосмическая промышленность, медицинаАвиакосмическая промышленность, медицинаПромышленность, автомобилестроениеРемонт, реконструкция
аддитивное производство металлов (MAM)

Заключение

Аддитивное производство металлов (MAM) - это технология, способная произвести революцию в различных отраслях промышленности, предлагая беспрецедентную свободу проектирования, эффективность и индивидуальный подход. С развитием материалов и процессов MAM продолжает расширять границы возможного в производстве. Если вам нужно изготовить сложные аэрокосмические компоненты, индивидуальные медицинские имплантаты или эффективную оснастку, MAM предлагает универсальное и эффективное решение.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Что такое аддитивное производство металлов (MAM)?

Аддитивное производство металлов (MAM) - это процесс создания трехмерных металлических деталей путем послойного добавления материала на основе цифровых моделей. Эта технология позволяет изготавливать сложные геометрические формы и детали по индивидуальному заказу, которые трудно или невозможно получить с помощью традиционных методов производства.

Каковы основные типы технологий MAM?

Основные типы технологий MAM включают селективное лазерное плавление (SLM), электронно-лучевое плавление (EBM), струйное нанесение связующего и направленное энергетическое осаждение (DED). Каждая технология имеет свои уникальные характеристики, преимущества и области применения.

Какие распространенные металлические порошки используются в MAM?

Распространенные металлические порошки, используемые в MAM, включают титан Ti6Al4V, нержавеющую сталь 316L, инконель 718, алюминий AlSi10Mg, кобальт-хром, инструментальную сталь H13, медь, мартенситно-стареющую сталь, никелевый сплав 625 и вольфрам.

В каких отраслях выгодно использовать MAM?

К отраслям, в которых выгодно использовать MAM, относятся аэрокосмическая, автомобильная, медицинская, инструментальная, оборонная, энергетическая, промышленная и производство потребительских товаров. MAM позволяет этим отраслям эффективно производить сложные, высокопроизводительные и специализированные детали.

В чем преимущества MAM?

Преимущества MAM - гибкость конструкции, эффективность использования материалов, индивидуальный подход, сокращение сроков изготовления, производство по требованию и возможность создавать легкие конструкции без снижения прочности.

Каковы недостатки MAM?

К недостаткам MAM относятся высокая первоначальная стоимость, ограничения по материалам, необходимость последующей обработки для достижения желаемой чистоты поверхности, ограничения по размерам деталей и потребность в специальных технических знаниях.

Как выбрать подходящий металлический порошок для MAM?

Выбор подходящего металлического порошка для MAM зависит от таких факторов, как желаемые механические свойства, химический состав, размер частиц, чистота и требования к применению. Консультации с поставщиками и понимание конкретных потребностей вашего проекта могут помочь в выборе подходящего материала.

Каковы затраты, связанные с MAM?

Затраты, связанные с MAM, включают в себя стоимость металлических порошков, которая может составлять от $50 до $700 за килограмм в зависимости от материала, а также стоимость оборудования MAM, технического обслуживания и последующей обработки. Первоначальные затраты на установку оборудования могут быть высокими, но MAM может обеспечить долгосрочную экономию за счет эффективности использования материалов и сокращения сроков выполнения заказов.

Можно ли использовать MAM для крупномасштабного производства?

MAM обычно используется для мелко- и среднесерийного производства, изготовления прототипов и деталей по индивидуальным заказам. Несмотря на преимущества в плане гибкости конструкции и эффективности, для крупносерийного производства он не всегда может быть экономически эффективным по сравнению с традиционными методами изготовления.

Каково будущее аддитивного производства металлов?

Будущее аддитивного производства металлов многообещающе, поскольку оно постоянно совершенствуется в области материалов, процессов и технологий. Ожидается, что по мере дальнейшего развития MAM станет более доступным, экономически эффективным и широко распространенным в различных отраслях промышленности, стимулируя инновации и открывая новые возможности в производстве.

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