Металлический порошок для 3D-печати

3D-печать металлическими порошками трансформирует производство в различных отраслях: от аэрокосмической до медицинской. В этом руководстве представлен всеобъемлющий обзор металлических порошков для 3D-печати, включая типы сплавов, методы производства порошков, ключевые свойства, области применения, спецификации, технологические аспекты, структуру поставщиков, затраты и часто задаваемые вопросы. Он служит техническим справочником для инженеров, изучающих внедрение аддитивного производства на основе металлических порошков.

Введение в Металлический порошок для 3D-печати

3D-печать, также известная как аддитивное производство (АП), позволяет создавать компоненты слой за слоем на основе цифровых моделей. Использование металлического порошка позволяет осуществлять 3D-печать в промышленных масштабах материалами технического класса.

К преимуществам АД на основе металлического порошка относятся:

• Сложная геометрия невозможна при механической обработке.
• Индивидуальный дизайн с возможностью массовой настройки
• Уменьшение количества отходов по сравнению с субтрактивными методами
• Сокращение времени разработки прототипа
• Объединение сборок в единые печатные детали.
• Результаты высокой прочности и термической стабильности
• Возможность производства точно в срок

Металлические порошки позволяют 3D-печать плотных, высокопроизводительных металлических компонентов в аэрокосмической, медицинской, автомобильной и промышленной сферах.

металлический порошок для 3д печати Типы для АМ

В качестве порошкового сырья для 3D-печати используется ряд металлов и сплавов. Общие варианты включают в себя:

Путем выбора оптимизированных сплавов можно адаптировать такие свойства материала, как твердость, прочность, пластичность и износостойкость, для печатных деталей.

Методы производства металлического порошка

Общие методы производства порошков для 3D-печати включают:

• Газовая атомизация – Инертный газ превращает расплавленный сплав в сферические капли. Высокая чистота и текучесть.
• Плазменное распыление – Плазма очень высокой температуры плавит сплав в мелкие сферы. Чистая внутренняя структура.
• Механическое легирование – Шаровая мельница синтезирует сплавы из смесей элементов. Наноструктурированные частицы.

Газовое распыление является доминирующим методом, позволяющим экономично производить большие объемы сферических порошков, идеально подходящих для большинства процессов AM.

Как металлические порошки делают возможным 3D-печать

При 3D-печати методом плавления в порошковом слое металлический порошок выборочно плавится под воздействием источника тепла, слой за слоем:

Порошковая кровать Fusion AM

• Порошок распределить тонким слоем
• Лазерный или электронный луч расплавляет порошковую картину
• Следующий слой порошка распределяется поверх предыдущего.
• Повторяется слой за слоем до завершения
• Деталь опоры из нерасплавленного порошка
• Превосходная точность размеров и чистота поверхности

Мелкий сферический порошок обеспечивает плотную упаковку для печати с высоким разрешением. Распределение частиц по размерам должно соответствовать требованиям принтера.

Технические характеристики металлического порошка для AM

Ключевые характеристики порошка для 3D-печати включают в себя:

Технические характеристики металлического порошка для AM

Эти свойства напрямую влияют на упаковку порошка, его растекание, лазерное поглощение, повторное использование порошка и свойства конечной детали.

Распределение размеров металлического порошка

Диапазон размеров частиц должен соответствовать требованиям принтера:

Диапазоны размеров частиц для АМ

• Более мелкие порошки обеспечивают более высокое разрешение и качество поверхности.
• Более грубые порошки имеют лучшую текучесть и меньше пылят.

Идеальное распределение размеров зависит от марки и модели принтера. Пользовательские дистрибутивы оптимизируют производительность.

Как выбрать металлический порошок для АМ

Ключевые соображения по поводу металлического порошка включают в себя:

• 3д принтер – Совместимый размерный ряд, идеальная морфология
• Свойства материала – Механические, физические потребности, постобработка
• Стандарты качества – Анализ порошка, консистенция от партии к партии
• Срок выполнения и доступность – Стандартные сплавы и индивидуальные заказы
• Количество - оптовые скидки при больших объемах
• Возможности поставщика – Ассортимент материалов и опыт

Тесно сотрудничайте с авторитетными производителями порошков и OEM-производителями принтеров, чтобы определить оптимальный материал для конкретных задач.

Поставщики металлического порошка для AM

В число ведущих мировых поставщиков качественных металлических порошков для АД входят:

Поставщики металлического порошка для AM-индустрии

Эти компании предлагают обширный технический опыт как в области сплавов, так и в процессах AM. Некоторые из них вертикально интегрированы для производства, определения характеристик и даже 3D-печати своими порошками.

Цены на металлический порошок для 3D-печати

Металлические печатные порошки, как специальный материал, стоят дороже, чем традиционные металлические порошки. Факторы ценообразования:

• Состав – Более дорогие сплавы означают более высокие цены на порошки.
• Чистота – Более строгий химический контроль увеличивает затраты
• Метод производства – Специальные методы стоят дороже, чем распыление.
• Распределение по размерам – Более качественные сорта стоят дороже.
• Количество - При оптовых заказах от 1000 кг действуют скидки.

Типичные диапазоны цен на металлический порошок для AM

Получите текущие цены от поставщиков, включенных в короткий список, при поиске материалов для производства AM.

Технологические соображения для металлических порошков AM

Успех в использовании металлических порошков для 3D-печати требует внимания к:

• Контроль влажности – Сухой порошок предотвращает водородное охрупчивание
• Переработка – Повторно используйте нерасплавленный порошок до 20 раз при правильном обращении.
• Просеивание – Классифицировать и просеивать порошок перед повторным использованием.
• Пропорции свежего порошка – Смешайте со свежим порошком 10-30% для повторного использования.
• Обработка – Инертная среда, заземленные контейнеры
• Хранение – Герметичные контейнеры, помещение с климат-контролем
• Безопасность – Риски взрыва требуют мер по их снижению.

Соблюдайте все меры предосторожности при использовании порошка и процедуры, рекомендованные производителем принтера.

Будущее металлического порошка AM

Новые разработки в области 3D-печати металлическим порошком включают:

• Новые сплавы и композиты для улучшения свойств материалов
• Ускорение печати благодаря мультилазерным системам и системам более высокой мощности.
• Конверты для печати большего размера расширяют возможности размеров деталей
• Гибридное производство, сочетающее AM с механической обработкой
• Автоматизированная постобработка, такая как обеспыливание и термообработка.
• Расширенное внедрение в регулируемых секторах, таких как аэрокосмическая и медицинская промышленность.
• Повышенное внимание к контролю качества и повторяемости процесса.

По мере развития технологий ожидайте более широкого внедрения металлических АП во все большем количестве отраслей.

Вопросы и ответы

Вопрос: Какой металлический порошок чаще всего используется для АД?

Ответ: Нержавеющая сталь из сплава 316L — один из наиболее распространенных материалов с хорошим сочетанием пригодности для печати, механических свойств и коррозионной стойкости.

Вопрос: Каков типичный диапазон среднего размера частиц металлических порошков AM?

A: Средний размер большинства металлических порошков AM составляет 15-45 микрон. Более мелкие порошки размером около 15–25 мкм обеспечивают лучшее разрешение.

Вопрос: Какие меры предосторожности следует соблюдать при работе с металлическими порошками?

A: Проводящие контейнеры заземлены для рассеивания статических зарядов. Перчаточные боксы в атмосфере аргона или азота. Системы предотвращения взрыва пыли. СИЗ.

Вопрос: Металлический порошок портится или истекает срок его годности?

Ответ: При правильном хранении в герметичных контейнерах металлический порошок может храниться от 1 до 5 лет в зависимости от сплава. Контроль влажности имеет решающее значение.

Вопрос: Какова типичная степень чистоты металлических порошков для АМ?

A: Чистота 98-99% типична для газораспыленных порошков AM. Более высокая чистота уменьшает количество загрязнений и улучшает конечные свойства.

Вопрос: Какие сплавы совместимы с биомедицинскими имплантатами?

Ответ: Титан и кобальт-хром широко используются благодаря биосовместимости и возможности последующей обработки в соответствии с окончательными требованиями к имплантату.

Вопрос: В каких методах AM-печати металлом используются порошки?

Ответ: Основными методами являются струйная обработка связующего, сплавление порошкового слоя с помощью лазера или электронного луча и направленное энерговыделение.

Вопрос: Насколько дороги металлические порошки по сравнению с сыпучими металлами?

Ответ: В расчете на килограмм металлические порошки в 10–100 раз дороже, чем сыпучие формы, в зависимости от сплава и процесса.

Вопрос: Можете ли вы печатать чистые металлы, такие как серебро и золото?

О: Да, но более распространены легированные версии, обеспечивающие лучшую прочность и пригодность для печати. Чистые драгоценные металлы представляют собой сложную задачу.

Ключевые выводы о металлическом порошке для AM

• Сферические порошки, распыленные газом, обеспечивают печать с высоким разрешением.
• Точное соответствие распределения порошка по размерам требованиям принтера
• Ведущие мировые поставщики поставляют качественные печатные порошки AM.
• Контроль атмосферы предотвращает проблемы окисления и влаги.
• Порошок можно использовать повторно до 20 раз, если его правильно просеять и перемешать.
• Более дорогой, чем обычные металлические порошки, но позволяет создавать новые геометрии.
• Продолжающийся прогресс в расширении сплавов, размеров, принтеров и областей применения.

Сырье из металлического порошка открывает потенциал для цифрового аддитивного производства во всех отраслях промышленности. Дальнейшее развитие будет способствовать более широкому внедрению в долгосрочной перспективе.

узнать больше о процессах 3D-печати