1.Những ưu điểm nổi bật của nhôm in 3D
Chúng ta nên làm rõ lý do tại sao nhôm có thể phù hợp với lĩnh vực in 3D. Mặc dù mật độ của nó chỉ bằng khoảng một phần ba mật độ của thép nhưng nhôm là một kim loại nhẹ có độ bền khá lớn. Đồng thời, khả năng chống ăn mòn mạnh, tính linh hoạt và khả năng hàn của nhôm giúp nó duy trì độ chính xác về kích thước và độ ổn định hình dạng trong quá trình in 3D. Hơn nữa, nhôm có tính dẫn nhiệt khá cao, giúp tản nhiệt nhanh trong quá trình in 3D, do đó ngăn ngừa sự biến dạng và vỡ do ứng suất nhiệt gây ra.
Tuy nhiên, kim loại vẫn có những nhược điểm nhất định. Nhôm có điểm nóng chảy khá thấp và độ phản xạ cao trong quá trình in 3D, điều này có thể gây ra sự hấp thụ năng lượng laser không đủ và do đó ảnh hưởng đến hiệu quả và chất lượng in. Nhôm cũng dễ bị oxy hóa ở dạng nóng chảy, tạo thành màng oxit nhôm dày đặc có thể cản trở sự nóng chảy và trộn kim loại nhiều hơn, do đó ảnh hưởng đến độ bền và mật độ của sản phẩm in.
Vật liệu in 2.3D cứng như kim loại
Những vật liệu bền hoặc thậm chí hơn nhôm không phải là hiếm trong lĩnh vực in 3D. Đây là một số vật liệu in 3D điển hình có độ bền bằng hoặc cao hơn nhôm:
hợp kim nhôm titan
Được sử dụng chủ yếu trong các ngành công nghiệp bao gồm thiết bị hàng không vũ trụ, y tế và thể thao, hợp kim titan là chất kim loại có-độ bền cao, mật độ{1}}thấp, có khả năng chống ăn mòn{2}}. Do độ bền và khả năng chống ăn mòn cao nên hợp kim titan rất được ưa chuộng trong in 3D. Ví dụ, hợp kim titan Ti6Al-4V là hợp kim titan phổ biến và quan trọng được sử dụng rộng rãi trong chế tạo các bộ phận hàng không vũ trụ, cấy ghép y tế và các công trình phức tạp; nó kết hợp độ bền cao, độ dẻo dai tốt và khả năng chống ăn mòn.
thép sterling
Chất lượng cơ học tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn xác định thép không gỉ là kim loại. Do sức mạnh to lớn và khả năng xử lý tuyệt vời, thép không gỉ ngày càng được sử dụng nhiều trong in 3D. Đặc biệt là thép không gỉ 316L, có khả năng tương thích sinh học và chống ăn mòn vượt trội, được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực như máy móc chế biến thực phẩm và cấy ghép y tế.
hợp kim có nhiệt độ-nóng
Trong điều kiện nhiệt độ cao, hợp kim ở nhiệt độ cao là chất kim loại có thể bảo toàn các đặc tính và độ bền cơ học tuyệt vời. Thường bao gồm các thành phần như niken, coban, crom, v.v., loại hợp kim này có khả năng chống oxy hóa, ổn định nhiệt và chống rão vượt trội. Hợp kim có nhiệt độ-cao đã thu hút nhiều sự quan tâm đến in 3D vì chúng có thể duy trì hiệu suất tốt trong các điều kiện khắc nghiệt. Ví dụ: động cơ hàng không vũ trụ được sản xuất rộng rãi bằng các hợp kim có nhiệt độ-cao như Haynes 230 và Inconel 718.
vật liệu xây dựng gốm sứ
Do độ cứng cao, khả năng chống mài mòn cao và độ ổn định hóa học vượt trội, vật liệu gốm đã trở nên khá phổ biến trong in 3D. Mặc dù vật liệu gốm rất giòn, nhưng trong một số ứng dụng cụ thể, độ bền và khả năng chống mài mòn cao khiến chúng không thể thay thế được. Ví dụ: dụng cụ cắt, dụng cụ mài và các bộ phận có nhiệt độ-cao được sản xuất bằng vật liệu gốm bao gồm alumina và silicon nitride khá phổ biến.
3. Những lưu ý khi lựa chọn vật liệu in 3D
Khi lựa chọn vật liệu in 3D bền như nhôm, chúng ta phải tính đến một số biến số một cách tổng thể bao gồm độ bền vật liệu, mật độ, khả năng chống ăn mòn, hiệu suất xử lý, giá cả và khu vực ứng dụng. Dưới đây là một số yếu tố cụ thể:
Thẩm quyền: Một trong những yếu tố quan trọng nhất hướng dẫn lựa chọn vật liệu in 3D là độ bền của vật liệu. Phải lựa chọn vật liệu có mức độ bền phù hợp tùy theo nhu cầu ứng dụng cụ thể.
Mật độ: Mật độ của vật liệu là mối quan tâm lớn đối với các mục đích sử dụng cần trọng lượng nhẹ. Mặc dù mật độ thấp khiến hợp kim nhôm được ưa chuộng hơn, nhưng trong một số trường hợp sử dụng, các vật liệu nhẹ khác như hợp kim titan hoặc hợp kim nhiệt độ-cao cũng có thể là lựa chọn ưu việt.
Khả năng chống ăn mòn: Các vật liệu có khả năng chống ăn mòn mạnh là những thành phần dành cho điều kiện ẩm ướt hoặc ăn mòn nên được chế tạo. Theo nghĩa này, các sản phẩm kim loại bao gồm hợp kim titan và thép không gỉ có lợi thế.
Hiệu suất xử lý: Hiệu suất xử lý và đặc tính in khác nhau tùy theo vật liệu in 3D. Vật liệu phù hợp phải được lựa chọn tùy thuộc vào tiêu chí quy trình và thiết bị in 3D cụ thể.
Chi phí là một yếu tố quan trọng mà người ta không thể bỏ qua khi lựa chọn vật liệu in 3D. Để chọn vật liệu có hiệu quả-hiệu quả nhất về mặt chi phí, chúng tôi phải cân nhắc kỹ lưỡng tất cả các yếu tố bao gồm chi phí vật liệu, chi phí in ấn và chi phí xử lý sau này.
Miền ứng dụng: các trang ứng dụng riêng biệt yêu cầu nhu cầu vật liệu in 3D riêng biệt. Ví dụ: trong khi ngành y nhấn mạnh đến khả năng tương thích sinh học và khả năng chống ăn mòn của vật liệu thì ngành hàng không vũ trụ lại có nhu cầu rất lớn về độ bền và-trọng lượng nhẹ của vật liệu.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-titanium-bike-handlebars.html