3D Baskı Metal Tozları

Genel Bakış

Katmanlı üretim (AM) olarak da bilinen 3D baskı, karmaşık bileşenleri doğrudan dijital modellerden katman katman oluşturmak için metal tozlarını kullanır. Tozlar, CAD modeli geometrileri tarafından yönlendirilen hassas ısı kaynakları tarafından seçici olarak eritilir veya bağlanır.

Metaller için popüler AM süreçleri arasında bağlayıcı püskürtme, yönlendirilmiş enerji biriktirme, toz yatağı füzyonu, tabaka laminasyonu ve daha fazlası bulunur. Her biri, optimum yoğunluk, yüzey kalitesi, boyutsal doğruluk ve mekanik özellikler elde etmek için belirli özelliklere sahip toz hammaddesi gerektirir.

Bu kılavuz, alaşım türleri, toz üretim yöntemleri, temel toz özellikleri, uygulamalar, teknik özellikler, tedarikçiler ve malzeme tedarik ederken dikkat edilmesi gerekenler dahil olmak üzere 3D baskı için metal tozlarına derinlemesine bir bakış sağlar. Faydalı karşılaştırma tabloları, toz seçimi ve kalifikasyonuna yardımcı olmak için teknik verileri özetlemektedir.

Optimize edilmiş 3D baskı tozlarının bilgili tedarikçileriyle bağlantı kurmak, üreticilerin baskı kalitesini artırmasına, hataları azaltmasına ve tasarım özgürlüğü, daha hızlı yineleme ve parça konsolidasyonu gibi AM avantajlarından tam olarak yararlanmasına olanak tanır.

3D Baskı Tozları için Alaşımlar

AM süreçlerine uygun toz formunda çok çeşitli metaller ve alaşımlar mevcuttur:

İçin Ortak Alaşım Sistemleri 3D Baskı Metal Tozları

• Paslanmaz çelikler
• Takım çelikleri
• Titanyum ve titanyum alaşımları
• Alüminyum alaşımlar
• Nikel süper alaşımları
• Kobalt-krom alaşımları
• Bakır alaşımları
• Değerli metaller

Korozyon direnci, mukavemet, sertlik, iletkenlik veya diğer özellikler açısından belirli uygulama gereksinimlerini karşılamak için hem standart hem de özel alaşımlar tedarik edilebilir.

AM için Metal Tozu Üretim Yöntemleri

Katmanlı üretim, metal tozları kullanılarak üretilir:

3D Baskı için Tipik Metal Tozu Üretim Yöntemleri

• Gaz atomizasyonu
• Su atomizasyonu
• Plazma atomizasyonu
• Elektroliz
• Karbonil demir prosesi
• Mekanik alaşımlama
• Metal hidrürleme/dehidrürleme
• Plazma sferoidizasyonu
• Granülasyon

Küresel atomize tozlar, çoğu AM işlemi için gereken optimum akışı ve yoğun paketlemeyi sağlar. Bazı teknikler nano ölçekli veya özelleştirilmiş alaşım parçacıklarına izin verir.

Metal Baskı Tozlarının Temel Özellikleri

AM için kritik toz özellikleri şunları içerir:

Metal 3D Baskı Toz Özellikleri

Karakteristik	Tipik Değerler	Önem
Parçacık boyutu dağılımı	10 ila 45 mikron	Yoğunlaşmayı ve yüzey kalitesini etkiler
Parçacık şekli	Küresel	Akışı ve paketlemeyi iyileştirir
Görünür yoğunluk	2 ila 4 g/cc	Yatak yoğunluğunu etkiler
Musluk yoğunluğu	3 ila 6 g/cc	Sıkıştırılabilirliği gösterir
Salon akış hızı	25-50 sn/50g	Pürüzsüz toz yayılımı sağlar
Ateşleme sırasında kayıp	0.1-0.5%	Düşük nem baskıyı iyileştirir
Oksijen içeriği	<0,1%	Mikroyapısal kusurları en aza indirir

Partikül boyutu, şekli ve kimyası gibi özelliklerin hassas bir şekilde kontrol edilmesi, istenen mekanik özelliklere sahip tamamen yoğun AM parçaları elde etmek için kritik öneme sahiptir.

Uygulamaları 3D Baskı Metal Tozları

AM, geleneksel tekniklerle mümkün olmayan karmaşık geometrileri mümkün kılar:

Metal 3D Baskı Uygulamaları

Endüstri	Kullanım Alanları	Avantajlar
Havacılık ve Uzay	Türbin kanatları, yapılar	Tasarım özgürlüğü, ağırlık azaltma
Tıbbi	İmplantlar, protezler, aletler	Özelleştirilmiş şekiller
Otomotiv	Prototiplerin ve araçların hafifletilmesi	Hızlı yineleme
Savunma	Drone parçaları, koruyucu yapılar	Hızlı prototipler ve kısa süreli üretimler
Enerji	Isı eşanjörleri, manifoldlar	Parça konsolidasyonu ve topoloji optimizasyonu
Elektronik	Ekranlama, soğutma cihazları, EMI	Karmaşık kapalı yapılar

Hafifletme, parça birleştirme ve zorlu ortamlar için yüksek performanslı alaşımlar, geleneksel üretim yöntemlerine göre önemli avantajlar sağlar.

3D Baskı Metal Tozları için Özellikler

Uluslararası spesifikasyonlar AM toz özelliklerinin standartlaştırılmasına yardımcı olur:

Katmanlı Üretim için Metal Tozu Standartları

Standart	Kapsam	Parametreler	Test Yöntemleri
ASTM F3049	AM metallerinin karakterizasyonu için kılavuz	Örnekleme, boyut analizi, kimya, kusurlar	Mikroskopi, difraksiyon, SEM-EDS
ASTM F3001-14	AM için titanyum alaşımları	Partikül boyutu, kimya, akış	Eleme, SEM-EDS
ASTM F3301	AM için nikel alaşımları	Partikül şekli ve boyut analizi	Mikroskopi, görüntü analizi
ASTM F3056	AM için paslanmaz çelik	Kimya, toz özellikleri	ICP-OES, piknometri
ISO/ASTM 52921	AM tozları için standart terminoloji	Tanımlar ve toz özellikleri	Çeşitli

Yayınlanan spesifikasyonlara uygunluk, kritik uygulamalar için tekrarlanabilir, yüksek kaliteli toz hammadde sağlar.

Küresel Tedarikçiler 3D Baskı Metal Tozları

AM için optimize edilmiş metal tozlarının önde gelen uluslararası tedarikçileri şunlardır:

3D Baskı için Metal Tozu Üreticileri

Tedarikçi	Malzemeler	Tipik Partikül Boyutu
Sandvik	Paslanmaz, takım çeliği, nikel alaşımları	15-45 mikron
Praxair	Titanyum, süper alaşımlar	10-45 mikron
AP&C	Titanyum, nikel, kobalt alaşımları	5-25 mikron
Marangoz Katkısı	Kobalt krom, paslanmaz, bakır	15-45 mikron
LPW Teknoloji	Alüminyum alaşımları, titanyum	10-100 mikron
EOS	Takım çeliği, kobalt krom, paslanmaz	20-50 mikron

Birçoğu, bağlayıcı püskürtme, toz yatağı füzyonu ve yönlendirilmiş enerji biriktirme gibi yaygın AM yöntemleri için özel olarak tasarlanmış ince küresel tozlara odaklanmaktadır.

3D Baskı Metal Tozu için Satın Almada Dikkat Edilmesi Gerekenler

Metal tozu tedarikçileriyle görüşülmesi gereken temel hususlar:

• İstenen alaşım bileşimi ve özellikleri
• Hedef partikül boyutu dağılımı ve şekli
• Zarf yoğunluğu ve salon akışkanlığı
• Oksijen ve nem gibi izin verilen kirlilik seviyeleri
• Gerekli test verileri ve toz karakterizasyonu
• Mevcut miktar aralığı ve teslim süreleri
• Piroforik malzemeler için özel taşıma önlemleri
• Kalite sistemleri ve toz menşei izlenebilirliği
• AM'ye özgü toz gereksinimlerinde teknik uzmanlık
• Lojistik ve teslimat mekanizmaları

Prosesiniz ve bileşenleriniz için ideal toz seçimini sağlamak için optimize edilmiş AM tozları konusunda deneyimli tedarikçilerle yakın çalışın.

Metal 3D Baskı Tozlarının Artıları ve Eksileri

AM için Metal Tozlarının Faydaları ve Sınırlamaları

Avantajlar	Dezavantajlar
Karmaşık, özelleştirilmiş geometrilere izin verir	Geleneksel malzemelere göre daha yüksek maliyet
Geliştirme süresini önemli ölçüde kısaltır	Gerekli toz işleme önlemleri
Montajları ve hafiflikleri basitleştirir	As-baskılı parçalarda genellikle son işlem gerekir
Dövme malzemelere yakın özellikler elde eder	Boyut ve yapı hacmi kısıtlamaları
Pahalı kalıpları, kalıpları, takımları ortadan kaldırır	Termal gerilimler çatlama ve bozulmaya neden olabilir
Parça konsolidasyonu ve topoloji optimizasyonu sağlar	Geleneksel yöntemlere göre daha düşük üretim hacimleri
Uçuş başına satın alma oranını büyük ölçüde artırır	Titiz toz karakterizasyonu ve parametre geliştirme gerektirir

Uygun şekilde kullanıldığında metal AM ezber bozan faydalar sağlar ancak başarılı bir şekilde uygulanması için uzmanlık gerektirir.

SSS

AM için metal tozu parçacık boyutu ne kadar küçük olabilir?

Özel atomizasyon teknikleri 1-10 mikrona kadar toz üretebilir, ancak çoğu metal yazıcı iyi akış ve paketleme için 15-20 mikron civarında minimum boyutla en iyi şekilde çalışır.

Basılı metal parçalarda kötü yüzey kalitesine ne sebep olur?

Yüzey pürüzlülüğü, yüzeylere yapışan kısmen erimiş toz, sıçrama, merdiven basamağı ve optimum olmayan eriyik havuzu özelliklerinden kaynaklanır. Daha ince tozlar kullanmak ve ideal işleme parametrelerini ayarlamak yüzeyi pürüzsüzleştirir.

Tüm metal 3D baskı yöntemleri aynı tozlarla mı çalışıyor?

Örtüşme olsa da, bağlayıcı püskürtme genellikle toz yatağı füzyonundan daha geniş bir toz boyutu dağılımı kullanır. Bazı prosesler erime noktaları veya reaktiviteye bağlı olarak belirli alaşımlarla sınırlıdır.

Karışık veya bimetalik tozlar nasıl yapılır?

Ön alaşımlı tozlar tek tip özellikler sağlar, ancak kompozitler için fiziksel toz harmanlama veya özel atomizasyon teknikleri harmanlanmış elementel toz karışımları sağlar.

Bir metal yazıcıda toz malzemeyi değiştirmek ne kadar sürer?

Önemli ölçüde farklı alaşımlar arasında tam bir tasfiye ve değişim tipik olarak 6-12 saat gerektirir. Benzer malzemeler arasındaki hızlı değişimler bir saatin altında olabilir.

Sonuç

Optimize edilmiş metal tozları, eklemeli üretim süreçlerinin üstün özelliklere sahip karmaşık, sağlam metal bileşenler oluşturmasını sağlar. Alaşım kimyası ve toz özelliklerinin baskı yöntemi ve bileşen performans gereksinimleriyle eşleştirilmesi, yüksek kaliteli sonuçlar için kritik öneme sahiptir. Deneyimli toz tedarikçileriyle ortaklık kuran son kullanıcılar, sağlam AM bileşenlerini daha hızlı ve daha güvenilir bir şekilde geliştirmek için hem toz üretimi hem de 3D baskı süreçlerindeki uzmanlıktan yararlanır.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin