3D-utskrift av metallpulver

Översikt

3D-utskrift, även känd som additiv tillverkning (AM), använder metallpulver för att konstruera komplexa komponenter lager för lager direkt från digitala modeller. Pulvret smälts selektivt eller binds av precisionsvärmekällor styrda av CAD-modellens geometrier.

Populära AM-processer för metaller inkluderar bindemedelssprutning, riktad energiavsättning, pulverbäddsfusion, arklaminering och mer. Var och en kräver pulverråvara med specifika egenskaper för att uppnå optimal densitet, ytfinish, dimensionsnoggrannhet och mekaniska egenskaper.

Den här guiden ger en djupgående titt på metallpulver för 3D-utskrift, inklusive legeringstyper, pulverproduktionsmetoder, viktiga pulveregenskaper, applikationer, specifikationer, leverantörer och inköpsöverväganden vid inköp av material. Användbara jämförelsetabeller sammanfattar tekniska data för att hjälpa till med pulverval och kvalificering.

Att ansluta till kunniga leverantörer av optimerade 3D-utskriftspulver gör det möjligt för tillverkare att förbättra utskriftskvaliteten, minska defekter och fullt ut utnyttja AM-fördelar som designfrihet, snabbare iteration och konsolidering av delar.

Legeringar för 3D-utskriftspulver

Ett brett utbud av metaller och legeringar finns tillgängliga i pulverform lämpliga för AM-processer:

Vanliga legeringssystem för 3D-utskrift av metallpulver

• Rostfria stål
• Verktygsstål
• Titan och titanlegeringar
• Aluminiumlegeringar
• Superlegeringar av nickel
• Kobolt-krom-legeringar
• Kopparlegeringar
• Ädelmetaller

Både standardlegeringar och speciallegeringar kan köpas för att uppfylla specifika applikationskrav vad gäller korrosionsbeständighet, hållfasthet, hårdhet, konduktivitet eller andra egenskaper.

Metoder för produktion av metallpulver för AM

Additiv tillverkning använder metallpulver som produceras genom:

Typiska metallpulvertillverkningsmetoder för 3D-utskrift

• Atomisering av gas
• Atomisering av vatten
• Plasmaatomisering
• Elektrolys
• Karbonyljärnprocess
• Mekanisk legering
• Hydrering/dehydrering av metaller
• Sfäroidisering av plasma
• Granulering

Sfäriska finfördelade pulver ger optimalt flöde och tät packning som behövs för de flesta AM-processer. Vissa tekniker tillåter nanoskala eller anpassade legeringspartiklar.

Viktiga egenskaper hos metalltryckpulver

Kritiska pulveregenskaper för AM inkluderar:

Metall 3D-utskriftspulveregenskaper

Exakt kontroll av egenskaper som partikelstorlek, form och kemi är avgörande för att uppnå fullt täta AM-delar med de önskade mekaniska egenskaperna.

Tillämpningar av 3D-utskrift av metallpulver

AM möjliggör komplexa geometrier omöjliga genom konventionella tekniker:

Metall 3D-utskriftsapplikationer

Lättvikt, konsolidering av delar och högpresterande legeringar för extrema miljöer ger viktiga fördelar jämfört med traditionella tillverkningsmetoder.

Specifikationer för 3D-utskrift av metallpulver

Internationella specifikationer hjälper till att standardisera AM-pulvers egenskaper:

Metallpulverstandarder för additiv tillverkning

Överensstämmelse med publicerade specifikationer säkerställer repeterbara pulverråvaror av hög kvalitet för kritiska tillämpningar.

Globala leverantörer av 3D-utskrift av metallpulver

Ledande internationella leverantörer av AM-optimerade metallpulver är bl.a:

Metallpulvertillverkare för 3D-utskrift

Många fokuserar på fina sfäriska pulver som är särskilt framtagna för vanliga AM-metoder som bindemedelsstrålning, pulverbäddsfusion och deponering med riktad energi.

Inköpsöverväganden för 3D-utskrift av metallpulver

Viktiga aspekter att diskutera med metallpulverleverantörer:

• Önskad legeringssammansättning och egenskaper
• Målsättning för partikelstorleksfördelning och -form
• Skärmdensitet och hallens flytbarhet
• Tillåtna föroreningsnivåer som syre och fukt
• Nödvändiga testdata och pulverkarakterisering
• Tillgängligt kvantitetsintervall och ledtider
• Särskilda försiktighetsåtgärder för hantering av pyrofora material
• Kvalitetssystem och spårbarhet av pulverursprung
• Teknisk expertis inom AM-specifika pulverkrav
• Logistik och leveransmekanismer

Arbeta nära med leverantörer med erfarenhet av optimerade AM-pulver för att säkerställa ett perfekt pulverval för din process och dina komponenter.

För- och nackdelar med metallpulver för 3D-utskrift

Fördelar vs begränsningar av metallpulver för AM

När metall-AM används på rätt sätt ger det banbrytande fördelar, men det krävs expertis för att implementera det på ett framgångsrikt sätt.

VANLIGA FRÅGOR

Hur liten kan metallpulverpartikelstorleken vara för AM?

Specialiserade finfördelningstekniker kan producera pulver ner till 1-10 mikrometer, men de flesta metallskrivare fungerar bäst med en minsta storlek på cirka 15-20 mikrometer för bra flöde och packning.

Vad är orsaken till dålig ytfinish på tryckta metalldelar?

Ytjämnhet uppstår på grund av delvis smält pulver som fastnat på ytor, stänk, trappsteg och suboptimala egenskaper hos smältbadet. Genom att använda finare pulver och ställa in idealiska bearbetningsparametrar blir ytan jämnare.

Fungerar alla 3D-utskriftsmetoder för metall med samma pulver?

Även om det finns överlappning använder bindemedelsstrålning i allmänhet en bredare pulverstorleksfördelning än pulverbäddsfusion. Vissa processer är begränsade till vissa legeringar baserat på smältpunkter eller reaktivitet.

Hur framställs blandade eller bimetalliska pulver?

Förlegerade pulver säkerställer enhetliga egenskaper men för kompositer ger fysisk pulverblandning eller specialiserade finfördelningstekniker blandade elementära pulverblandningar.

Hur lång tid tar det att byta pulvermaterial i en metallskrivare?

En fullständig rensning och byte mellan väsentligt olika legeringar tar normalt 6-12 timmar. Snabba byten mellan liknande material kan ta mindre än en timme.

Slutsats

Optimerade metallpulver möjliggör additiva tillverkningsprocesser för att konstruera komplexa, robusta metallkomponenter med överlägsna egenskaper. Att matcha legeringskemi och pulveregenskaper till tryckmetoden och komponentprestandakraven är avgörande för resultat av hög kvalitet. Genom att samarbeta med erfarna pulverleverantörer utnyttjar slutanvändarna expertis inom både pulverproduktion och 3D-utskriftsprocesser för att utveckla robusta AM-komponenter snabbare och mer tillförlitligt.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser