Яка різниця між порошковими металургіями матеріалами та 3D -друкарськими матеріалами?

1, Принцип процесу: Основна відмінність між мисленням, яке додає і мислення, що забирає
Порошкова металургія: Порошкова металургія - це спосіб зробити металеві порошки або використовувати металеві порошки (або суміші металу та не - металеві порошки) як сировину. Він передбачає формування та спікання порошків для виготовлення металевих матеріалів, композитних матеріалів та широкого спектру продуктів. Основна його частина - це формування матеріалів у три етапи: поєднання порошків, натискання на них та спікання їх. Технологія порошкової металургії робить нікель - на основі високого - температурного сплаву порошку, атомізуючи його. Наприклад, це робить турбінні диски для двигунів літаків. Холодний ізостатичний прес, потім спіканий і ущільнений у вакуумі на 1200 градусів, і, нарешті, гарячий ізостатичний натискання, щоб позбутися будь -яких внутрішніх недоліків. Порошок Pre - Змішування вирішує проблему сегрегації компонентів при традиційному литі, роблячи розподіл елементів сплаву більш ніж на 90% більше.
3D -друк: 3D -друк використовує метод виробництва добавки, який створює шарі за шаром. Наприклад, технологія лазерного селективного плавлення (SLM) працює так: По -перше, 3D -модель нарізана; Потім шаром металевого порошку товщиною 0,05 мм закладається на порошок; Потім високий - енергетичний лазерний промінь вибірково розплавить порошок по встановленому шляху; І нарешті, частина побудована шар за шаром. Ця технологія переживає проблеми зі стандартною обробкою, які ускладнюють дістатися до інструментів. Він також може робити складні особливості, такі як ґратні структури та конформні канали охолодження, яких традиційні методи не можуть. У певній компанії, яка створює авіаційні двигуни, використовує технологію SLM для виготовлення бензинових форсунок. Це поєднує 20 окремих елементів в один, що робить насадку на 40% легшим і на 15% більш ефективним паливом.
2, Матеріальні властивості: гра між контролем однорідності та проектування градієнтів
Які порошкові металургічні матеріали:
Рівномірність композиції: Порошкова металургія використовує механічні технології виробництва порошків механічного сплаву або газової атомізації, щоб рівномірно розповсюдити елементи сплаву на мікромасштабі. Наприклад, у FGH96 Порошкова металургія Висока - Температурна сплава, розмір частинок зміцнення фази зберігається нижче 50 нм, а дисперсія в щільності розподілу менше 5%. Ця однорідність дозволяє йому зберегти постійну міцність 1200 мПа, навіть коли температура висока, при 650 градусах.
Керованість пористості: зміною температури спікання та тиском пресування, порошкоподібні металургічні матеріали можуть точно контролювати рівень пористості від 5% до 15%. Особливий виробник гальмівних автомобілів зробив мідну - пластину з тертям металургії з металургією з 30% конструкцією пористості. Це робить ємність зберігання мастильної олії втричі більше та стабільність коефіцієнта тертя на 40%.
Гнучкість композитів матеріалу: Порошкова металургія може робити композити різних матеріалів, як металева кераміка та металеве вуглецеве волокно. Наприклад, DISSERSION AL2O3, посилений мідний сплав додає 2% нано - розміром частинок Al2O3 до мідної матриці за допомогою процесу внутрішнього окислення. Це зберігає провідність на рівні 85% IACS і підвищує температуру пом'якшення від 300 градусів до 900 градусів.
Деякі речі про 3D -друкарські матеріали:
Структура швидкого затвердіння: Під час процесу 3D -друку матеріал охолоджується зі швидкістю 106–108 градусів /с, що робить його утворенням ультратонких зерен або навіть аморфних форм. Дослідницький інститут, який зробив 316L нержавіючої сталі, використовуючи технологію SLM, змінив розмір зерна з 100 мкм у типових потовах до менше 1 мкм. Це змусило міцність на розрив на 30%, але подовження знизилося на 15%.
Дизайн функції градієнта: 3D -друк може змінювати композицію та властивості матеріалів градієнт, змінюючи такі параметри, як лазерна потужність та швидкість сканування. Біомедична компанія виробляла імплантат градієнта TI6AL4V HA, який модулює кількість гідроксиапатиту від 60% до 0% від поверхні до ядра. Це прискорює інтеграцію кістки на два рази.
Контроль залишкового напруги: Тепловий стрес накопичується під час 3D -друку, що може легко спричинити деталі. Певна компанія, яка змушує лопатей двигунів літака, використовує підкладку підкладки до 200 градусів, і процедура термічної обробки стресу, щоб утримати лопатки титанових сплавів TC4 від 3 мм до 0,5 мм.
3, Ситуація для застосування: Різниця між тим
Переваги порошкової металургії:
Стандартизоване виробництво у великих масштабах: порошкові металургічні форми - найкращий вибір для виготовлення автомобілів, оскільки вони діляться витратами. Техніка порошкової металургії виготовляє понад 200 мільйонів передач розшарувальних валів на рік у всьому світі. Це знижує вартість кожного твору на 40% порівняно з технологіями кування.
Частини, які дуже точні та стійкі до зносу: процедура обробки порошкової металургії, може досягти розміру рівня ІТ7. Конкретний виробник коробки передач зробив мідний - порошкове металургійне синхронне редукторне кільце, яке має стабільний коефіцієнт тертя 0,12-0,15 після обробки сіркою. Він може бути використаний 800 000 разів.
Функціональні матеріали: Порошкова металургія - це єдиний спосіб зробити функціональні частини, такі як магнітні та пористі матеріали. Компанія з ядерної енергетики виробляла пористу фільтрувальну пластину сплаву Zr NB, яка має 30% пористості, яка дозволяє йому ловити частинки на 0,5 мкм. Він використовується в системі очищення охолоджуючої рідини ядерного реактора.
Великий крок вперед у 3D -друку:
Легка топологічна структура: 3D -друк змушує структурну оптимізацію переходити від ідеї до чогось, що насправді відбувається. Використовуючи оптимізацію топології та 3D -друк, супутниковий виробник виробляв кронштейн алюмінієвого сплаву, який на 65% легший, ніж стара конструкція (2,3 кг) і відповідає критеріям жорсткості.
3D -друк може зробити конформні канали охолодження, які стандартні методи буріння не можуть. Це пояснюється тим, що дизайн внутрішніх каналів є дуже складним. Специфічна форма цвілі зробила вбудовану форму для ін'єкцій, в якій вбудований у нього спіральний охолоджуючий водний канал, використовуючи 3D -друк. Це скорочує час охолодження з 45 секунд до 28 секунд і підвищує ефективність виробництва на 38%.
3D -друк робить можливим виробництво медичних імплантатів, які виготовляються саме для кожного пацієнта. Один ортопедичний об'єкт використовує технологію плавлення електронного променя (EBM) для виготовлення чашок для вертлука. Потім вони використовують дані КТ для відновлення тазової моделі пацієнта, щоб вона ідеально вписилася з кістковим руслом. Швидкість послаблення через три роки після операції становить менше 0,5%.