1. Сплави для тривимірного друку: види
Тип матеріалу визначає, чи належать металеві матеріали для 3D-друку до сплавів на основі заліза, титану та сплавів на основі титану, сплавів на основі нікелю, сплавів кобальту, хрому, алюмінію, сплавів міді тощо.
сплав на основі заліза
Сплави на основі заліза, які раніше були більш ретельно досліджені в 3D-друкі металевих матеріалів, є класом сплавів. Інструментальна сталь, нержавіюча сталь 316L, швидкорізальна сталь M2, прес-форма H13 і 15-5PH мартенситна зістарена сталь визначають цей тип сплаву в основному. Особливо придатні для виробництва прес-форм, сплави на основі заліза мають низьку вартість, велику твердість, видатну в'язкість і відмінну оброблюваність. Одним із важливих застосувань сплавів на основі заліза, наприклад, є 3D-друк конформних водяних форм, що може покращити рівномірність температурного поля, таким чином мінімізуючи дефекти продукту та подовжуючи термін служби форми за рахунок точного розташування каналів охолодження.
Сплави з титану і титану
Завдяки великій високій питомій міцності, видатній термостійкості, стійкості до корозії та хорошій біосумісності титан і титанові сплави перетворилися на ідеальні матеріали в таких секторах, як медичне обладнання, хімічне обладнання, аерокосмічне та спортивне обладнання. Але титановий сплав є звичайним міцним для обробки матеріалом, який піддається значним навантаженням і температурі під час обробки, а також сильному зносу інструменту, що обмежує його широке використання. Технологія 3D-друку добре підходить для виготовлення титанових сплавів, тому що це можна зробити в захисних атмосферних умовах, що запобігає взаємодії між титаном і такими елементами, як кисень і азот. Одночасне швидке нагрівання та охолодження крихітних ділянок також зменшує випаровуваність компонентів сплаву. Крім того, 3D-друк може створювати складні форми без різання, таким чином оптимізуючи використання матеріалів і знижуючи витрати на виробництво. Наразі чистий Ti, Ti6A14V (TC4) і Ti6A17Nb, які широко використовуються в аерокосмічних деталях і штучних імплантатах, таких як кістки, зуби тощо, є серед доступних 3D-друкованих титану та титанових сплавів.
сплав на основі нікелю
Серед суперсплавів, які найшвидше розвиваються і найчастіше використовуються, є сплави на основі нікелю. Широко застосовувані в авіабудуванні, нафтохімічній, суднобудівній, енергетичній та інших галузях, вони мають велику міцність і певну стійкість до корозії при 650–1000 градусах. Для турбінних лопаток і дисків авіаційних двигунів, наприклад, знаходять застосування суперсплави на основі нікелю. Тривимірні друковані сплави на основі нікелю часто мають марки інконель 625, інконель 718 і інконель 939.
Сплави кобальту хрому
Хоча вони також використовуються як високотемпературні сплави, сплави на основі кобальту мають обмежений розвиток через обмеження ресурсів. Сплави на основі кобальту, які в даний час широко застосовуються як медичні матеріали для виготовлення зубних і ортопедичних імплантатів, мають більшу біосумісність, ніж титанові сплави. Сплави на основі кобальту, які зазвичай використовуються на 3D-друкі, складаються з Co 212, Co 452, Co 502 і CoCr28Mo6.
сплав алюмінію
Низька щільність, хороша стійкість до корозії, сильна стійкість до втоми, висока питома міцність і жорсткість - усе це визначає алюмінієвий сплав як легкий матеріал. Зазвичай використовувані марки литого алюмінієвого сплаву, матеріалу, що використовується в 3D-друкі, включають AlSi10Mg, AlSi7Mg, AlSi9Cu3 тощо. В основному це залежить від загальних технологій, таких як селективне лазерне плавлення (SLM), плавлення електронним променем (EBM) і пряме осадження енергії (DED). , техніка 3D-друку алюмінієвого сплаву Ці технології точно нагрівають порошок алюмінієвого сплаву за допомогою високоенергетичних лазерів або електронних променів, тож плавлення та укладання шар за шаром, щоб остаточно отримати заплановану форму деталі. Застосування технології 3D-друку з алюмінієвих сплавів досить широке в аерокосмічній, автомобільній, медичній та інших галузях промисловості.
мідна комбінація
Мідний сплав, виготовлений для використання у формах або камерах згоряння ракетних двигунів, має добру теплопровідність. Для камери згоряння, виготовленої з внутрішніх стінок із мідного сплаву GRCop-84, і зовнішніх стінок із нікелевого сплаву, NASA, наприклад, застосувало технологію 3D-друку. При виготовленні внутрішніх стін використано технологію SLM; Нанесення електронно-променевого запобіжника завершило зовнішні стіни. Камера згоряння все ще демонструє хорошу форму після випробування запалювання на повній потужності, демонструючи, що технологія 3D-друку має такий же вплив, як і звичайна технологія, і економить багато часу та витрат на процес.
2.3D-друк сплавів: застосування
Аеронавігаційний
В аерокосмічній промисловості технологія 3D-друку сплавів відкриває нові можливості для полегшеного дизайну літаків. Лопаті двигуна та рами фюзеляжу можна виготовляти шляхом точного регулювання мікроструктури та траєкторії друку сплаву, що дозволяє створювати легкі та міцні компоненти літака. Разом із покращенням економії палива це скорочує цикл досліджень і розробок і знижує витрати на виробництво, таким чином зменшуючи загальну вагу літака.
Виробництво автомобілів
Крім того, багатообіцяючим у секторі виробництва автомобілів є технологія 3D-друку сплавів. З нього можна виготовляти важливі деталі автомобілів, такі як системи підвіски, трансмісії тощо. Інтегрований друк складних конструкцій можна здійснити за допомогою технології 3D-друку, що дозволяє зменшити кількість компонентів і підвищити загальну продуктивність і інтеграцію автомобіля. Водночас технологію 3D-друку сплавів можна адаптувати відповідно до вимог споживачів, таким чином задовольняючи попит ринку на різноманітні та високопродуктивні транспортні засоби.
інструменти та обладнання для медицини
У світі медичного обладнання технологія 3D-друку сплавів кардинально змінила медичні інновації. З нього можна виготовляти прецизійне медичне обладнання та імплантати, такі як штучні суглоби, ортодонтичні апарати тощо. За допомогою технології 3D-друку можна здійснити точне виробництво та налаштування цього обладнання, таким чином підвищуючи комфорт пацієнта та успішність хірургічного втручання.
Кілька дисциплін
Крім перерахованих вище областей, технологія 3D-друку сплавів показала великі можливості в кількох секторах, таких як будівництво, мистецтво та електроніка. Технологія 3D-друку сплавів, наприклад, може створювати складні та красиві скульптури в художньому виробництві; у будівельному секторі його можна використовувати для створення дуже точних будівельних компонентів.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/conformal-cooling-for-3d-printing-mold.html