1. Hợp kim in ba chiều: các loại
Loại vật liệu xác định liệu vật liệu kim loại in 3D có rơi vào hợp kim gốc sắt, hợp kim gốc titan và titan, hợp kim gốc niken, hợp kim crom coban, hợp kim nhôm, hợp kim đồng, v.v.
hợp kim dựa trên sắt
Trước đây đã được nghiên cứu kỹ lưỡng hơn về vật liệu kim loại in 3D, hợp kim gốc sắt là một loại hợp kim. Thép công cụ, thép không gỉ 316L, thép tốc độ cao M2, thép khuôn H13 và thép lão hóa martensitic 15-5PH chủ yếu xác định loại hợp kim này. Đặc biệt phù hợp cho sản xuất khuôn mẫu, hợp kim gốc sắt có chi phí thấp, độ cứng cao, độ dẻo dai vượt trội và khả năng gia công tuyệt vời. Ví dụ, một ứng dụng quan trọng của hợp kim gốc sắt là in 3D các khuôn đường thủy phù hợp, có thể cải thiện tính đồng nhất của trường nhiệt độ, do đó giảm thiểu lỗi sản phẩm và kéo dài tuổi thọ khuôn bằng cách sắp xếp chính xác các kênh làm mát.
Hợp kim từ titan và titan
Do cường độ riêng cao, khả năng chịu nhiệt vượt trội, chống ăn mòn và khả năng tương thích sinh học tốt, hợp kim titan và titan đã phát triển thành vật liệu hoàn hảo trong các lĩnh vực bao gồm thiết bị y tế, thiết bị hóa học, hàng không vũ trụ và thiết bị thể thao. Nhưng hợp kim titan là một vật liệu cứng phổ biến đối với máy móc với ứng suất và nhiệt độ lớn trong quá trình xử lý cũng như độ mài mòn dụng cụ nghiêm trọng làm hạn chế việc sử dụng rộng rãi nó. Bởi vì nó có thể được thực hiện trong môi trường khí quyển bảo vệ, do đó ngăn chặn sự tương tác giữa titan và các nguyên tố như oxy và nitơ, công nghệ in 3D rất phù hợp để chế tạo hợp kim titan. Việc làm nóng và làm mát nhanh chóng đồng thời các vùng nhỏ cũng làm giảm sự bay hơi của các thành phần hợp kim. Hơn nữa, in 3D có thể tạo ra các hình dạng phức tạp mà không cần cắt, do đó tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu và giảm chi phí sản xuất. Hiện nay, Ti nguyên chất, Ti6A14V (TC4) và Ti6A17Nb – được sử dụng nhiều trong các bộ phận hàng không vũ trụ và cấy ghép nhân tạo – chẳng hạn như xương, răng, v.v. – nằm trong số các hợp kim titan và titan in 3D hiện có.
hợp kim dựa trên niken
Trong số các siêu hợp kim phát triển nhanh nhất và được sử dụng thường xuyên nhất là hợp kim gốc niken. Được ứng dụng rộng rãi trong máy bay, hóa dầu, đóng tàu, năng lượng và các lĩnh vực khác, chúng có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn nhất định ở 650–1000 độ. Ví dụ, đối với các cánh và đĩa tuabin của động cơ máy bay, siêu hợp kim gốc niken được sử dụng. Hợp kim dựa trên niken được in ba chiều thường có các loại Inconel 625, Inconel 718 và Inconel 939.
Hợp kim coban crom
Mặc dù chúng cũng được sử dụng làm hợp kim nhiệt độ cao, hợp kim dựa trên coban bị hạn chế phát triển do hạn chế về tài nguyên. Hiện được sử dụng rộng rãi làm vật liệu y tế để chế tạo cấy ghép nha khoa và chỉnh hình, hợp kim dựa trên coban có khả năng tương thích sinh học cao hơn hợp kim titan. Các loại hợp kim dựa trên coban được in 3D thường được sử dụng bao gồm Co 212, Co 452, Co 502 và CoCr28Mo6.
hợp kim nhôm
Mật độ thấp, chống ăn mòn tốt, chống mỏi mạnh, độ bền và độ cứng riêng cao - tất cả đều xác định hợp kim nhôm là vật liệu nhẹ. Các loại thường được sử dụng trong hợp kim nhôm đúc, vật liệu được sử dụng trong in 3D bao gồm AlSi10Mg, AlSi7Mg, AlSi9Cu3, v.v. Chủ yếu phụ thuộc vào các công nghệ phổ biến như nấu chảy bằng laser chọn lọc (SLM), nấu chảy bằng chùm tia điện tử (EBM) và lắng đọng năng lượng trực tiếp (DED) , Kỹ thuật in 3D hợp kim nhôm Những công nghệ này làm nóng chính xác bột hợp kim nhôm bằng cách sử dụng tia laser năng lượng cao hoặc chùm tia điện tử, do đó làm nóng chảy và xếp chồng từng lớp để cuối cùng tạo ra hình dạng mong muốn của bộ phận. Các ứng dụng của công nghệ in 3D hợp kim nhôm khá rộng trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô, y tế và các ngành công nghiệp khác.
kết hợp đồng
Được chế tạo để sử dụng trong các khuôn chèn hoặc buồng đốt động cơ tên lửa, hợp kim đồng có tính dẫn nhiệt tốt. Ví dụ, đối với buồng đốt được làm từ các bức tường bên trong bằng hợp kim đồng GRCop-84 và các bức tường bên ngoài bằng hợp kim niken, NASA đã sử dụng công nghệ in 3D. Công nghệ SLM được sử dụng để sản xuất các bức tường bên trong; sự lắng đọng cầu chì chùm tia điện tử đã hoàn thành các bức tường bên ngoài. Buồng đốt vẫn thể hiện hình thức tốt sau khi thử nghiệm đánh lửa toàn công suất, chứng tỏ công nghệ in 3D có tác động tương đương công nghệ thông thường và tiết kiệm rất nhiều thời gian cũng như chi phí xử lý.
Hợp kim in 2.3D: Ứng dụng
Hàng không
Trong ngành hàng không vũ trụ, công nghệ hợp kim in 3D mang đến những cơ hội mới cho thiết kế máy bay nhẹ. Cánh động cơ và khung thân máy bay có thể được tạo ra bằng cách điều chỉnh chính xác cấu trúc vi mô và đường in của hợp kim, do đó tạo ra các bộ phận máy bay nhẹ và chắc chắn. Cùng với việc cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu, điều này giúp rút ngắn chu trình nghiên cứu và phát triển, đồng thời giảm chi phí sản xuất, do đó làm nhẹ tổng trọng lượng của máy bay.
Sản xuất ô tô
Ngoài ra, hứa hẹn đáng kể trong lĩnh vực sản xuất ô tô là công nghệ hợp kim in 3D. Các bộ phận quan trọng của ô tô như hệ thống treo, hộp số, v.v. có thể được sản xuất từ nó. Việc in tích hợp các cấu trúc phức tạp có thể được thực hiện bằng công nghệ in 3D, do đó giảm số lượng thành phần và nâng cao hiệu suất và khả năng tích hợp toàn bộ của xe. Đồng thời, công nghệ hợp kim in 3D có thể được điều chỉnh để phù hợp với yêu cầu của người tiêu dùng, từ đó đáp ứng nhu cầu về các loại xe đa dạng và hiệu suất cao của thị trường.
dụng cụ và thiết bị dùng cho y học
Trong thế giới thiết bị y tế, công nghệ hợp kim in 3D đã thay đổi mạnh mẽ sự đổi mới y tế. Các thiết bị y tế chính xác và cấy ghép như khớp nhân tạo, dụng cụ chỉnh nha, v.v. có thể được sản xuất từ nó. Bằng công nghệ in 3D, việc sản xuất và tùy chỉnh chính xác các thiết bị này có thể được thực hiện, do đó nâng cao sự thoải mái cho bệnh nhân và tỷ lệ phẫu thuật thành công.
Một số môn học
Ngoài các lĩnh vực được liệt kê ở trên, công nghệ hợp kim in 3D đã cho thấy những tiềm năng to lớn trong một số lĩnh vực như xây dựng, nghệ thuật và điện tử. Ví dụ, công nghệ hợp kim in 3D có thể tạo ra những tác phẩm điêu khắc phức tạp và đẹp mắt trong sản xuất nghệ thuật; trong lĩnh vực xây dựng, nó có thể được sử dụng để tạo ra các thành phần xây dựng rất chính xác.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/conformal-cooling-for-3d-printing-mold.html