Hvad er de almindeligt anvendte metal 3D -udskrivningsmaterialer i industrien?

1. rustfrit stål: Den bedste balance mellem at være modstandsdygtig over for rust og være billig
Rustfrit stål er det mest avancerede materialesystem til 3D -udskrivningsmetaller. I 2024 vil 32% af alt metalpulver, der bruges i verden, være 316L rustfrit stålpulver. Dens største fordele er:
Meget god til at modstå korrosion: Designet af legeringen, der har mindst 10,5% krom, gør det umuligt at erstatte i industrier som petrokemikalier og fødevareforarbejdning. En bestemt maritim platformventilproducent fremstiller en 316L rustfrit stålventil ved hjælp af 3D -udskrivningsteknologi. Denne ventil varer tre gange længere end standardstøbegods i havvand, der er ætsende.
Høj tolerance for udskrivningsprocessen: De store smeltepoolegenskaber gør det meget fleksibelt for ændringer i laserenergi, og den har en succesrate på over 98%. Et bestemt Automobile Parts Company bruger en 12 - Laser Collaborative Machine til at fremstille 12 kg rustfrie ståldele i timen. Dette er 8 gange mere effektivt end en enkelt-lasermaskine.
Posten - behandlingsløsning er godt - udviklet. For eksempel kan aldringsbehandling forårsage martensitisk transformation, hvilket hæver trækstyrken på 17-4PH rustfrit stål fra 900MPa til 1300MPa. Et formfirma fremstiller injektionsforme ud af dette materiale, der varer 40% længere end almindelige H13 -stålforme.
2. Titaniumlegering: et vigtigt materiale til rumfarts- og medicinske områder
Titaniumlegering udgør ca. 45% af det høje - End Metal 3D -udskrivningsmarked. Dens teknologiske fremskridt ses for det meste i:
TC4 (TI-6AL-4V) bruges i stor skala: Du kan fremstille en sammensat struktur af søjle krystaller og equiaxed krystaller ved at modificere laserskanningsmetoden. Når det kombineres med varm isostatisk presserende behandling, kan træthedslivet for luftfartsmotorbladene være 120% længere end smedningsstandarden. En bestemt form for rakettrykkammer bruger topologioptimering til at konstruere regenerative kølekanaler. Dette gør det 35% lettere og 28% billigere at lancere.
Gennembrud i biomedicinske materialer Innovation: Fordi det er meget biokompatibelt, er rent titanium -grad 2 -pulver blevet anvendt i individualiserede ortopædiske implantater. En medicinsk institution lavede en hoftefuteprotese ved hjælp af Electrons Beam Melting (EBM) -teknologi. Protesen har en porøsitet, der kontrolleres mellem 65% til 75%, hvilket fremskynder dannelsen af ​​knogler med tre gange.
At fremstille et nyt legeringssystem: Tilføjelse af 0,5% NB til tial intermetalliske forbindelser har gjort dem stærkere ved høje temperaturer, der går fra 1000 grader til 350 MPa. Dette gør dem til et godt materiale til turbineblade i flysmotorer. Ved hjælp af Directed Energy Deposition (DED) -teknologi har en forskningsinstitution effektivt fastlagt forkantskadene på en bestemt type motorblad. Reparationslaget og underlaget har en bindingsstyrke på 420MPa.
3. aluminiumslegering: et materiale, der startede den lette revolution
Tre betydelige problemer løses ved hjælp af aluminiumslegering 3D -udskrivningsteknologi:
Teknologi til kontrol af varme revner: ALSI10MG -legeringen har 6% til 12% silicium i den, hvilket får den til at udvikle en eutektisk struktur. Dette sænker antallet af varme revner fra 35% til mindre end 5%. Et bestemt nyt energikøretøjsfirma anvender dette materiale til at fremstille batteripakkebeslag. Sammenlignet med standard die - støbningsdele er disse parenteser 42% lettere og 18% stivere.
Oprettelse af et system til at gøre sjælden jord stærkere: Tilføjelse af 0,4% SC til Al Mg SC Zr -legering gør det stærkere end 500MPa og mindre end 1 um. Et bestemt luftfartsselskab lavede en satellitbeslag ud af dette materiale, der forbliver stabilt i størrelse mellem -196 grad og 200 grader.
Et stort fremskridt i store - skalaformning: En bestemt virksomhed lavede en trykkabine, der er 1,5 m × 0,8 m × 0,6 m og bruger multi - lasersynkron scanningsteknologi til at udskrive hele A350 -flyvinduesramme. Dette skærer vægten med 22% sammenlignet med traditionelle nitende strukturer og skærer produktionstiden fra 6 uger til 72 timer.
4. Høj - Temperaturlegeringer: Beskyttere af hårde miljøer
Nikkel - baseret høj - temperaturlegeringer fremstiller ca. 80% af markedet for hot end dele af flysmotorer. Deres teknologiske udvikling viser to hovedtrends:
Teknologi til styring af mikrokrakker: Vi var i stand til at sænke revnhastigheden for Inconel 718 -legering fra 15% til mindre end 0,5% ved at ændre laserenergitætheden (80-120J/mm ³) og scanningsafstand (0,08–0,12 mm). Et bestemt gasturbinevirksomhed fremstiller turbinedisker, der bruger denne teknologi. Disse diske kan vare i 1000 timer ved 650 grader og 350 MPa.
Gradientmaterialeudskrivning: En bestemt forskningsinstitution udviklede funktionelt gradientmateriale (FGM) -teknologi, der får forbrændingskammervæggen til at gå fra en Nicocraly -belægning til et Inconel 625 -underlag på en glat måde. Dette gør materialet tre gange mere modstandsdygtigt over for oxidation og giver det en termisk cyklusliv på mere end 5000 gange.