Percetakan 3D , yang juga dikenali sebagai pembuatan tambahan, telah merevolusikan industri pembuatan dengan menawarkan cara yang inovatif untuk menghasilkan geometri kompleks dan lapisan bahagian mengikut lapisan. Sebagai kemajuan teknologi, Percetakan 3D logam telah mendapat perhatian yang ketara kerana keupayaannya menghasilkan kekuatan tinggi, komponen tahan lama di pelbagai industri, dari aeroangkasa ke peranti perubatan. Artikel ini akan meneroka bahan-bahan yang berbeza yang digunakan dalam percetakan 3D logam , menjelaskan ciri-ciri, kelebihan, dan kes-kes penggunaan terbaik.

Pengenalan Percetakan 3D Metal

Percetakan 3D logam adalah istilah payung yang merangkumi beberapa proses pembuatan tambahan khusus untuk membuat bahagian logam. Proses -proses ini biasanya dicirikan dengan membina lapisan bahagian mengikut lapisan menggunakan serbuk logam, filamen, atau wayar, yang bersatu dengan bantuan teknik canggih seperti peleburan laser selektif (SLM) atau sintering laser logam langsung (DMLS) . Kaedah ini membolehkan pengeluar membuat bahagian dengan geometri kompleks yang sukar atau mustahil untuk menghasilkan menggunakan kaedah pembuatan tradisional.

Dalam percetakan 3D logam, bahan-bahan yang paling sering diproses melalui sintering, kimpalan, atau lebur, dengan teknologi gabungan serbuk menjadi kaedah yang biasa digunakan. Artikel ini akan memberi tumpuan kepada empat bahan yang paling banyak digunakan dalam percetakan 3D logam -keluli, keluli alat, titanium, dan Inconel® 625 -dan meneroka aplikasi, faedah, dan proses yang terlibat dalam percetakan dengan bahan -bahan ini.

1. Keluli tahan karat

Gambaran Keseluruhan

Keluli tahan karat adalah salah satu bahan yang paling popular yang digunakan dalam percetakan 3D logam kerana rintangan kakisan yang sangat baik, kekuatan tinggi, dan kemasan yang lancar. Bahan ini biasanya digunakan dalam aplikasi aeroangkasa, automotif, ketenteraan, dan aplikasi perubatan. Bahagian yang dicetak dari keluli tahan karat boleh mempamerkan kekuatan unggul jika dibandingkan dengan bahagian yang dihasilkan menggunakan kaedah pembuatan tradisional, menjadikannya pilihan yang ideal untuk menuntut aplikasi.

Jenis keluli tahan karat dalam percetakan 3D

Keluli tahan karat yang digunakan dalam percetakan 3D datang dalam beberapa gred dan aloi. Aloi keluli tahan karat yang paling biasa digunakan dalam percetakan 3D logam adalah 316L, yang dikenali untuk kemuluran dan rintangan kakisan yang sangat baik. Ia mengandungi besi 66-70%, bersama dengan 16-18% kromium, 11-14% nikel, dan 2-3% molibdenum, dengan kandungan karbon rendah. Aloi ini amat tahan terhadap pengoksidaan dan kakisan, menjadikannya pilihan utama untuk bahagian -bahagian yang terdedah kepada persekitaran yang keras.

Aloi keluli tahan karat lain yang digunakan dalam percetakan 3D logam termasuk:

• 304L: Dikenali dengan rintangan kakisan dan kebolehkerjaan yang baik, sesuai untuk aplikasi tujuan umum.

• 17-4 PH : Keluli tahan karat pemendakan dengan kekuatan tinggi dan rintangan kakisan.

• 15-5 PH : Satu lagi keluli pemendakan pemendakan dengan sifat yang sama hingga 17-4 pH tetapi dengan ketangguhan yang lebih baik.

Kelebihan keluli tahan karat dalam percetakan 3D

• Kekuatan dan Ketahanan : Keluli tahan karat menawarkan kekuatan mekanikal yang tinggi, menjadikannya sesuai untuk bahagian -bahagian yang terdedah kepada tekanan.

• Rintangan kakisan : Kandungan kromium memastikan rintangan yang sangat baik terhadap kakisan, terutamanya dalam persekitaran berasid atau garam.

• Rayuan Estetik : Bahagian keluli tahan karat yang dicetak menggunakan kaedah percetakan 3D logam boleh mencapai kemasan yang lancar, menjadikannya menarik secara visual.

Aplikasi

Keluli tahan karat digunakan dalam pelbagai industri, termasuk aeroangkasa untuk bahagian turbin, automotif untuk komponen ekzos, dan perubatan untuk implan dan alat pembedahan. Keupayaan bahan untuk mengendalikan suhu tinggi dan menentang kakisan adalah tidak ternilai dalam aplikasi ini.

2. Keluli Alat

Gambaran Keseluruhan

Keluli Alat adalah sekumpulan aloi berasaskan besi yang dicirikan oleh kandungan karbon tinggi mereka dan kehadiran unsur-unsur aloi seperti tungsten, kromium, vanadium, dan molibdenum. Keluli ini terkenal dengan kekerasan mereka, memakai rintangan, dan keupayaan untuk mengekalkan kekuatan pada suhu tinggi. Oleh itu, keluli alat sering digunakan dalam pengeluaran alat dan acuan yang memerlukan ketahanan dan ketepatan.

Jenis keluli alat dalam percetakan 3D

Beberapa jenis keluli alat digunakan dalam percetakan 3D logam , termasuk:

• Keluli Alat D2 : Karbon tinggi, keluli kromium tinggi yang dikenali untuk kekerasan dan rintangan haus, sesuai untuk alat pemotongan dan acuan.

• Keluli Alat M2 : Keluli berkelajuan tinggi yang digunakan dalam alat pemotong dan peralatan penggerudian.

• H13 Alat Keluli : Keluli alat kerja panas yang mengekalkan kekerasan dan kekuatannya walaupun pada suhu tinggi, yang biasa digunakan dalam acuan mati.

• 1.2709: Kekuatan tinggi, keluli rendah aloi yang biasa digunakan untuk acuan suntikan dan perkakas.

Kelebihan Keluli Alat dalam Percetakan 3D

• Kekerasan Tinggi : Keluli alat menawarkan kekerasan yang luar biasa dan rintangan haus, menjadikannya sesuai untuk bahagian -bahagian yang mengalami geseran yang ketara atau tekanan mekanikal.

• Kestabilan terma : Keluli ini mengekalkan kekuatan mereka pada suhu tinggi, yang penting untuk komponen yang digunakan dalam aplikasi kerja panas.

• Ketepatan dan ketahanan : Keluli alat adalah sempurna untuk acuan pembuatan, alat pemotongan, dan bahagian ketepatan tinggi lain yang memerlukan ketahanan dan rintangan untuk dipakai.

Aplikasi

Keluli alat adalah penting dalam industri seperti automotif, aeroangkasa, dan pembuatan. Mereka digunakan untuk membuat alat pemotongan, acuan, mati, dan komponen perkakas lain yang perlu menahan suhu tinggi dan memakai dari masa ke masa.

3. Titanium

Gambaran Keseluruhan

Titanium adalah satu lagi bahan yang digunakan secara meluas dalam percetakan 3D logam , yang terkenal dengan kekuatannya, berat badannya yang rendah, dan rintangan kakisan yang sangat baik. Ia digunakan secara meluas dalam industri aeroangkasa dan perubatan kerana keupayaannya untuk menahan beban mekanikal yang tinggi sementara masih ringan. Di samping itu, aloi titanium menawarkan rintangan kakisan yang lebih baik berbanding dengan keluli tahan karat, menjadikannya sesuai untuk aplikasi dalam persekitaran yang keras.

Jenis Titanium dalam Percetakan 3D

Aloi titanium yang paling biasa yang digunakan dalam percetakan 3D logam termasuk:

• TI-6AL-4V : Alloy Titanium yang paling banyak digunakan dalam percetakan 3D logam , yang dikenali dengan kekuatan tinggi, berat badan yang rendah, dan rintangan kakisan yang baik.

• CP-Ti (Titanium Pure Commercally): Gred titanium dengan rintangan kakisan yang sangat baik tetapi kekuatan yang lebih rendah berbanding dengan aloi.

• Beta 21s : Aloi titanium dengan kekuatan tinggi dan rintangan keletihan, sering digunakan dalam aplikasi aeroangkasa.

• TA15 : Aloi titanium dengan kekuatan keletihan yang luar biasa, yang biasa digunakan dalam aplikasi aeroangkasa dan perubatan.

Kelebihan Titanium dalam Percetakan 3D

• Ringan : Titanium jauh lebih ringan daripada kebanyakan logam, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana pengurangan berat badan adalah kritikal.

• Nisbah kekuatan-ke-berat : Aloi titanium menawarkan kekuatan yang lebih baik sambil mengekalkan berat badan yang rendah, ciri kritikal dalam bidang aeroangkasa dan perubatan.

• Rintangan kakisan : Titanium menawarkan rintangan yang sangat baik terhadap kakisan, terutamanya dalam persekitaran yang keras seperti air laut atau persekitaran berasid.

Aplikasi

Titanium digunakan dalam aeroangkasa untuk komponen pesawat, dalam bidang perubatan untuk implan dan prostetik, dan dalam automotif untuk bahagian prestasi. Kekuatan yang tinggi dan sifat ringan menjadikannya bahan serba boleh bagi industri yang menuntut prestasi dan kebolehpercayaan.

4. Inconel® 625

Gambaran Keseluruhan

Inconel® 625 adalah superalloy berasaskan nikel yang terkenal dengan kekuatan dan ketahanan yang luar biasa terhadap pengoksidaan dan kakisan. Ia dapat mengekalkan kekuatan dan sifatnya walaupun pada suhu tinggi, menjadikannya sesuai untuk persekitaran yang melampau seperti industri marin, tenaga, dan pemprosesan kimia. Inconel® 625 sangat tahan terhadap pengoksidaan, menjadikannya sesuai untuk bahagian -bahagian yang akan terdedah kepada bahan kimia yang keras, suhu tinggi, dan kakisan.

Kelebihan Inconel® 625 dalam Percetakan 3D

• Kekuatan Tinggi : Inconel® 625 mengekalkan kekuatannya walaupun pada suhu sehingga 1,000 ° C (1,832 ° F), menjadikannya sesuai untuk aplikasi berprestasi tinggi.

• Rintangan kakisan : Rintangannya terhadap pengoksidaan dan kakisan menjadikannya sesuai untuk industri marin, kimia, dan tenaga.

• Rintangan Suhu : Ia boleh beroperasi pada suhu tinggi tanpa kehilangan sifat mekanikalnya, menjadikannya sesuai untuk enjin, turbin, dan komponen panas yang lain.

Aplikasi

Inconel® 625 digunakan dalam industri aeroangkasa untuk bilah turbin, dalam aplikasi marin untuk kipas dan penukar haba, dan dalam sektor tenaga untuk bahagian-bahagian yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.

Lembaran keluli tahan karat

Lembaran Keluli Alat

Lembaran titanium

625 lembaran

Bagaimana Percetakan Metal 3D Berfungsi

logam Percetakan 3D umumnya melibatkan penggunaan serbuk logam, yang disatu bersama lapisan oleh lapisan menggunakan laser berkuasa tinggi atau rasuk elektron. Proses ini bermula dengan menyebarkan lapisan serbuk pertama ke platform membina. Rasuk laser atau elektron kemudian secara selektif mencairkan atau menghisap serbuk, membentuk satu lapisan bahagian. Selepas setiap lapisan selesai, platform binaan diturunkan, dan lapisan serbuk baru tersebar di atas yang sebelumnya. Proses ini berterusan sehingga seluruh bahagian terbentuk.

Kaedah percetakan 3D yang berbeza menggunakan bahan yang berbeza, termasuk serbuk, dawai, dan filamen, tetapi kaedah berasaskan serbuk, seperti pencairan laser selektif (SLM) dan sintering laser logam langsung (DML) , adalah yang paling biasa untuk percetakan 3D logam . Kaedah ini membolehkan penciptaan bahagian -bahagian dengan geometri kompleks yang sukar untuk dihasilkan menggunakan kaedah tradisional.

Cara Memilih Bahan Terbaik Untuk Percetakan 3D Logam

Memilih bahan terbaik untuk projek percetakan 3D logam memerlukan menilai sifat bahan dan bagaimana mereka selaras dengan keperluan prestasi bahagian. Faktor yang perlu dipertimbangkan termasuk:

1. Ciri -ciri Mekanikal : Adakah bahan ini menawarkan kekuatan, kekerasan, dan rintangan yang diperlukan untuk permohonan itu?

2. Rintangan kakisan : Adakah bahan yang terdedah kepada persekitaran yang keras, yang memerlukan ketahanan terhadap pengoksidaan dan kakisan?

3. Rintangan Suhu : Adakah bahagian perlu menahan suhu tinggi tanpa merendahkan atau kehilangan sifatnya?

4. Kos : Kos bahan dan proses percetakan 3D boleh berbeza -beza, jadi penting untuk memilih bahan yang sesuai dengan anggaran projek.

Dengan menilai faktor -faktor ini dan membandingkannya dengan spesifikasi bahan yang ada, pengeluar boleh memilih bahan terbaik untuk percetakan 3D khusus mereka. keperluan

Kesimpulan

Percetakan 3D logam telah membolehkan pengeluar menghasilkan bahagian berprestasi tinggi dengan geometri kompleks, dan memilih bahan yang betul adalah penting untuk kejayaan projek. Steels , Tool Steels , Titanium Titanium , dan Inconel® 625 hanya beberapa bahan yang biasa digunakan dalam percetakan 3D logam . Setiap bahan menawarkan kelebihan yang berbeza bergantung kepada aplikasi tertentu, dari aeroangkasa ke industri perubatan dan automotif. Memahami sifat bahan -bahan ini dan bagaimana mereka selaras dengan keperluan projek adalah kunci untuk membuat pemilihan bahan yang tepat untuk percetakan 3D.