3D-utskrift av metallpulver
Innehållsförteckning
Översikt
3D printing, also known as additive manufacturing (AM), utilizes metal powders to construct complex components layer by layer directly from digital models. The powders are selectively melted or bound by precision heat sources guided by the CAD model geometries.
Popular AM processes for metals include binder jetting, directed energy deposition, powder bed fusion, sheet lamination, and more. Each requires powder feedstock with specific characteristics to achieve optimal density, surface finish, dimensional accuracy, and mechanical properties.
This guide provides an in-depth look at metal powders for 3D printing, including alloy types, powder production methods, key powder properties, applications, specifications, suppliers, and purchasing considerations when sourcing material. Helpful comparison tables summarize technical data to assist with powder selection and qualification.
Connecting with knowledgeable suppliers of optimized 3D printing powders enables manufacturers to improve print quality, reduce defects, and fully leverage AM benefits like design freedom, faster iteration, and part consolidation.
Alloys for 3D Printing Powders
A wide range of metals and alloys are available in powder form suitable for AM processes:
Vanliga legeringssystem för 3D-utskrift av metallpulver
- Rostfria stål
- Verktygsstål
- Titan och titanlegeringar
- Aluminiumlegeringar
- Superlegeringar av nickel
- Kobolt-krom-legeringar
- Kopparlegeringar
- Ädelmetaller
Both standard and custom alloys can be sourced to meet specific application requirements in terms of corrosion resistance, strength, hardness, conductivity, or other properties.
Metoder för produktion av metallpulver för AM
Additive manufacturing utilizes metal powders produced through:
Typical Metal Powder Manufacturing Methods for 3D Printing
- Atomisering av gas
- Atomisering av vatten
- Plasmaatomisering
- Elektrolys
- Karbonyljärnprocess
- Mekanisk legering
- Hydrering/dehydrering av metaller
- Sfäroidisering av plasma
- Granulering
Spherical atomized powders provide optimal flow and dense packing needed for most AM processes. Some techniques allow nanoscale or customized alloy particles.
Key Characteristics of Metal Printing Powders
Kritiska pulveregenskaper för AM inkluderar:
Metal 3D Printing Powder Properties
| Karaktäristisk | Typiska värden | Betydelse |
|---|---|---|
| Fördelning av partikelstorlek | 10 till 45 mikrometer | Påverkar förtätning, ytfinhet |
| Partikelns form | Sfärisk | Improves flow and packing |
| Skenbar densitet | 2 till 4 g/cc | Influences bed density |
| Tappdensitet | 3 till 6 g/cc | Indikerar kompressibilitet |
| Hall flödeshastighet | 25-50 s/50g | Säkerställer jämn spridning av pulver |
| Förlust vid tändning | 0.1-0.5% | Low moisture improves printing |
| Syrehalt | <0,1% | Minimizes microstructural defects |
Precisely controlling characteristics like particle size, shape, and chemistry is critical to achieve fully dense AM parts with the desired mechanical properties.
Tillämpningar av 3D-utskrift av metallpulver
AM enables complex geometries impossible through conventional techniques:
Metal 3D Printing Applications
| Industri | Användningsområden | Fördelar |
|---|---|---|
| Flyg- och rymdindustrin | Turbinblad, strukturer | Designfrihet, viktreducering |
| Medicinsk | Implantat, proteser, instrument | Anpassade former |
| Fordon | Lättviktsdesign av prototyper och verktyg | Snabb iteration |
| Försvar | Delar till drönare, skyddskonstruktioner | Snabba prototyper och korta serier |
| Energi | Värmeväxlare, grenrör | Konsolidering av delar och optimering av topologi |
| Elektronik | Avskärmning, kylanordningar, EMI | Komplexa slutna strukturer |
Lättvikt, konsolidering av delar och högpresterande legeringar för extrema miljöer ger viktiga fördelar jämfört med traditionella tillverkningsmetoder.
Specifications for 3D Printing Metal Powders
Internationella specifikationer hjälper till att standardisera AM-pulvers egenskaper:
Metallpulverstandarder för additiv tillverkning
| Standard | Omfattning | Parametrar | Testmetoder |
|---|---|---|---|
| ASTM F3049 | Guide för karakterisering av AM-metaller | Provtagning, storleksanalys, kemi, defekter | Mikroskopi, diffraktion, SEM-EDS |
| ASTM F3001-14 | Titanlegeringar för AM | Partikelstorlek, kemi, flöde | Siktning, SEM-EDS |
| ASTM F3301 | Nickellegeringar för AM | Analys av partikelform och -storlek | Mikroskopi, bildanalys |
| ASTM F3056 | Rostfritt stål för AM | Kemi, pulveregenskaper | ICP-OES, pyknometri |
| ISO/ASTM 52921 | Standardterminologi för AM-pulver | Definitioner och pulveregenskaper | Olika |
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:
Metal Powder Manufacturers for 3D Printing
| Leverantör | Material | Typisk partikelstorlek |
|---|---|---|
| Sandvik | Rostfritt stål, verktygsstål, nickellegeringar | 15-45 mikrometer |
| Praxair | Titan, superlegeringar | 10-45 mikrometer |
| AP&C | Titan-, nickel- och koboltlegeringar | 5-25 mikrometer |
| Snickare Tillsats | Koboltkrom, rostfritt, koppar | 15-45 mikrometer |
| LPW-teknik | Aluminiumlegeringar, titan | 10-100 mikrometer |
| EOS | Verktygsstål, koboltkrom, rostfritt | 20-50 mikrometer |
Många fokuserar på fina sfäriska pulver som är särskilt framtagna för vanliga AM-metoder som bindemedelsstrålning, pulverbäddsfusion och deponering med riktad energi.
Purchasing Considerations for 3D Printing Metal Powder
Key aspects to discuss with metal powder suppliers:
- 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
- Special handling precautions for pyrophoric materials
- Kvalitetssystem och spårbarhet av pulverursprung
- Technical expertise in AM-specific powder requirements
- Logistik och leveransmekanismer
Work closely with suppliers experienced in optimized AM powders to ensure ideal powder selection for your process and components.
För- och nackdelar med metallpulver för 3D-utskrift
Benefits vs Limitations of Metal Powders for AM
| Fördelar | Nackdelar |
|---|---|
| Möjliggör komplexa, kundanpassade geometrier | Högre kostnad än konventionella material |
| Förkortar utvecklingstiden dramatiskt | Försiktighetsåtgärder krävs vid hantering av pulver |
| Förenklar monteringar och lättvikter | Efterbearbetning ofta nödvändig för tryckfärdiga detaljer |
| Uppnår egenskaper som närmar sig smidda material | Begränsningar av storlek och byggvolym |
| Eliminates expensive dies, molds, tooling | Termiska påfrestningar kan orsaka sprickbildning och distorsion |
| Möjliggör konsolidering av delar och optimering av topologi | Lägre produktionsvolymer än med traditionella metoder |
| Förbättrar köp-till-flyg-förhållandet avsevärt | Kräver noggrann karakterisering av pulver och utveckling av parametrar |
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
How small can metal powder particle size be for 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?
Prealloyed powders ensure uniform properties but for composites, physical powder blending or specialized atomization techniques provide blended elemental powder mixes.
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
Optimized metal powders enable additive manufacturing processes to construct complex, robust metal components with superior properties. Matching alloy chemistry and powder characteristics to the printing method and component performance requirements is critical to high quality results. By partnering with experienced powder suppliers, end users leverage expertise in both powder production and 3D printing processes to develop robust AM components faster and more reliably.
Dela på
MET3DP Technology Co, LTD är en ledande leverantör av lösningar för additiv tillverkning med huvudkontor i Qingdao, Kina. Vårt företag är specialiserat på 3D-utskriftsutrustning och högpresterande metallpulver för industriella tillämpningar.
Förfrågan för att få bästa pris och anpassad lösning för ditt företag!
Relaterade artiklar
Om Met3DP
Senaste uppdateringen
Vår produkt
KONTAKTA OSS
Har du några frågor? Skicka oss meddelande nu! Vi kommer att betjäna din begäran med ett helt team efter att ha fått ditt meddelande.
Metallpulver för 3D-printing och additiv tillverkning
FÖRETAG
PRODUKT
cONTACT INFO
- Qingdao City, Shandong, Kina
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731