1.SLM các loại nguyên liệu in 3D
Trong in 3D SLM, bột kim loại - có độ dẻo, khả năng chảy tốt và đặc tính điểm nóng chảy cao - có thể đáp ứng nhu cầu nóng chảy ở nhiệt độ cao, làm mát nhanh và xếp chồng từng lớp trong quy trình in SLM. Hiện tại, in 3D SLM chủ yếu sử dụng các loại nguyên liệu thô sau:
Chất liệu bằng thép không gỉ: Trong số các thành phần thô thường được sử dụng trong in 3D SLM là bột thép không gỉ. Nó có thể tạo ra số lượng nhỏ các bộ phận công nghiệp phức tạp một cách nhanh chóng và hiệu quả và mang lại hiệu quả chi phí cao, khả năng chống ăn mòn tốt và độ bền cao. Được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, thiết bị y tế, sản xuất ô tô và các lĩnh vực khác, bột thép không gỉ bao gồm nhiều dạng bao gồm 304, 304L, 316, 316L, thép không gỉ austenit không chứa niken.
Một nguồn nguyên liệu thô quan trọng khác trong in 3D SLM là bột hợp kim nhôm, có mật độ thấp, độ bền cao, độ dẻo đặc biệt và hiệu suất nhiệt tuyệt vời. Hiện nay, nhôm silicon AlSi12 và AlSi10Mg là những hợp kim được sử dụng phổ biến nhất để in 3D SLM. Các ứng dụng của loại bột hợp kim nhôm này có rất nhiều trong các thành phần có thành mỏng, kết cấu nhẹ, bộ trao đổi nhiệt và các lĩnh vực khác.
Do khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn tuyệt vời, bột hợp kim crom coban thường được sử dụng để in các khớp nhân tạo khác nhau và các thiết bị cấy ghép phẫu thuật thẩm mỹ. Nó cũng được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực nha khoa. Bằng cách kiểm soát chính xác cấu trúc vi mô và đặc tính của hợp kim crom coban, công nghệ in 3D SLM đáp ứng nhu cầu về các bộ phận có độ chính xác cao và độ tin cậy cao trong ngành y tế.
Được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, bột hợp kim titan là vật liệu hoàn hảo để sản xuất các bộ phận quan trọng bao gồm đĩa tuabin và cánh động cơ máy bay vì khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn lớn, độ bền cao và mật độ thấp. Thiết kế cấu trúc của các bộ phận bằng hợp kim titan có thể được tối đa hóa nhờ công nghệ in 3D SLM, do đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của chúng.
Thích hợp với các điều kiện đòi hỏi nhiệt độ cao và áp suất cao, vật liệu hợp kim niken có khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn. Việc kiểm soát chính xác cấu trúc vi mô và thành phần của hợp kim niken được thực hiện bằng công nghệ in 3D SLM đáp ứng các tiêu chí ứng dụng ở cài đặt nhiệt độ và áp suất cao. Các ứng dụng của hợp kim niken có phần rộng rãi trong các lĩnh vực bao gồm công nghệ hóa dầu và hàng không vũ trụ.
Các thành phần hợp kim khác nhau: Ngoài các nguyên liệu thô cơ bản nêu trên, in 3D SLM còn có thể sử dụng các vật liệu hợp kim khác nhau bao gồm hợp kim magie, hợp kim đồng, hợp kim nhiệt độ cao (chẳng hạn như hợp kim dòng Inconel), v.v. Những vật liệu hợp kim này có đặc điểm đặc biệt chất lượng và mục đích sử dụng có thể đáp ứng nhiều lĩnh vực về các bộ phận có độ chính xác cao, độ bền cao và độ tin cậy cao.
2. Đặc tính nguyên liệu của in 3D SLM
Hiệu suất và chất lượng của hàng hóa được sản xuất phụ thuộc nhiều vào nguyên liệu thô được sử dụng trong in 3D SLM. Các tính chất này về cơ bản bao gồm kích thước hạt bột, sự phân bố kích thước hạt, độ cầu, khả năng chảy, mật độ khối và thành phần hóa học.
Một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng in 3D SLM là kích thước hạt bột và độ phân tán kích thước hạt. Mặc dù kích thước hạt quá lớn có thể làm hỏng độ chính xác và chất lượng bề mặt của các sản phẩm được sản xuất, nhưng kích thước hạt bột quá nhỏ có thể khiến tốc độ in giảm xuống. Do đó, để đảm bảo độ chính xác và chất lượng của hàng in, điều cần thiết là phải chọn kích thước hạt bột và phạm vi phân bổ kích thước hạt phù hợp.
Các hạt bột có độ cầu cao cải thiện khả năng chảy và có thể được phân bố đều trên lớp bột, do đó nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt của hàng hóa được sản xuất. Các hạt bột có độ cầu cao có thể giúp giảm thiểu hiện tượng bắn tung tóe và kết tụ bột trong quá trình in, từ đó tối ưu hóa hiệu quả in.
Mật độ lỏng lẻo là mật độ hạt bột ở dạng xếp chồng tự nhiên của chúng. Bột có mật độ đóng gói rời cao có thể tăng hiệu quả in và giúp giảm lãng phí bột trong quá trình in. Do đó, bột có mật độ đóng gói rời cao cũng có thể giúp tăng chất lượng cơ học và mật độ của hàng in.
Hiệu suất của vật liệu in bị ảnh hưởng phần lớn bởi thành phần hóa học của các thành phần thô. Vì vậy, điều cần thiết là phải giám sát chặt chẽ thành phần hóa học của nguyên liệu thô in 3D SLM để đảm bảo các bộ phận được sản xuất đáp ứng các tiêu chí thiết kế.
3.Ứng dụng nguyên liệu thô in 3D SLM
Nguyên liệu thô để in 3D SLM được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đây là một số kịch bản ứng dụng thông thường:
Môn học hàng không vũ trụ: Các bộ phận hàng không vũ trụ có hình dạng phức tạp và độ chính xác cao như đĩa tuabin, cánh động cơ máy bay, v.v., có thể được sản xuất bằng công nghệ in 3D SLM. Cần có các nguyên liệu thô có độ bền cao, chống ăn mòn cao như hợp kim titan và hợp kim niken vì các thành phần này phải chịu được môi trường đòi hỏi nhiệt độ cao và áp suất cao.
Công nghệ in 3D SLM có thể tạo ra các bộ phận cấy ghép y tế rất chính xác và đáng tin cậy trong lĩnh vực y sinh bao gồm khớp nhân tạo, bộ phận cấy ghép nha khoa, v.v. Những bộ phận cấy ghép này cần có khả năng tương thích sinh học và đặc tính cơ học mạnh mẽ, do đó hợp kim titan và hợp kim crom coban phải được sử dụng từ nguyên liệu thô tương thích sinh học.
Công nghệ in 3D SLM có thể sản xuất các bộ phận ô tô nhẹ, độ bền cao, độ chính xác cao bao gồm giá đỡ động cơ, hệ thống phanh, v.v. trong lĩnh vực sản xuất ô tô. Cần có những nguyên liệu thô có độ bền cao, chống ăn mòn cao như hợp kim nhôm và thép không gỉ vì những phần này phải chịu được trọng lượng lớn và độ rung.
Công nghệ in 3D SLM có thể tạo ra các hình dạng phức tạp và các bộ phận khuôn có độ chính xác cao trong lĩnh vực sản xuất khuôn bao gồm các kênh làm mát, lõi, v.v. Do đó, các nguyên liệu thô có độ bền cao và chống mài mòn như thép không gỉ và hợp kim crom coban là cần thiết cho các phần này vì chúng có nhu cầu độ chính xác cao và khả năng chống mài mòn.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/ti6al4v-3d-printing-Medical-implant-parts.html