Có phù hợp để sử dụng hợp kim dựa trên niken để in 3D trong sản xuất công nghiệp không?

Các thuộc tính vật liệu của niken - Các hợp kim dựa trên bao gồm "lợi thế tự nhiên" của chúng là có thể hoạt động tốt ở nhiệt độ cao.
Niken - Các hợp kim dựa trên (Inconel 625, Inconel 718, Hastelloy X và các hợp kim khác) có thể mạnh mẽ và chống lại quá trình oxy hóa và ăn mòn ở nhiệt độ từ 650 đến 1000 độ C. Những lợi ích chính của cốt lõi của họ được thể hiện trong:
Tính ổn định ở nhiệt độ cao: Khi crom (CR), molybdenum (mo), niobi (Nb) và các kim loại khác được thêm vào niken - hợp kim dựa trên, chúng tạo ra một màng oxit dày có thể bảo vệ chống oxy hóa và ăn mòn ở nhiệt độ cao. Ví dụ, Inconel 718 có cường độ kéo là 1100 MPa ở 650 độ, cao hơn nhiều so với hợp kim nhôm và titan điển hình.
Tăng sức đề kháng và hiệu suất mệt mỏi: Niken - Hợp kim dựa trên có thể ổn định trong thời gian dài - độ cao - tải nhiệt độ vì cơ chế tăng cường kết tủa của 'pha (Ni3 (al, ti)). Tuổi thọ mỏi của đĩa tuabin trong động cơ máy bay dài hơn 20% sau khi được thực hiện bằng inconel 718 3 d in so với các bộ phận giả mạo điển hình.
Tính ổn định hóa học: Niken - Hợp kim dựa trên các chất ăn mòn như nước biển và khí axit. Chúng được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật hàng hải và thiết bị hóa học.
Niken - Hợp kim dựa trên các phần nhiệt độ in 3D - vì những phẩm chất này. Điều này đặc biệt đúng để tạo ra các cấu trúc phức tạp khó thực hiện với các phương pháp truyền thống, điều này cho thấy chúng hữu ích như thế nào hơn nữa.
Khả năng thích ứng của quá trình: "cộng hưởng kỹ thuật" giữa in 3D và niken - Hợp kim dựa trên
Các công nghệ chính bao gồm khả năng lưu lượng vật liệu, kiểm soát ứng suất nhiệt và tối ưu hóa cấu trúc vi mô là cần thiết để in 3D niken - Hợp kim dựa trên. Quy trình chính hiện tại đã đạt đến mức trưởng thành trong các ứng dụng của nó:
Giường bột laser tan chảy (L - PBF):
Ưu điểm của quá trình: Rất nhiều năng lượng trong một ít không gian laser hoàn toàn có thể làm tan chảy niken - Dựa trên bột hợp kim, tạo ra các bộ phận có mật độ hơn 99,5%. Chẳng hạn, Hunan Huashu High Tech tạo ra các thành phần cấu trúc hàng không vũ trụ bằng cách sử dụng l - PBF in niken - dựa trên cao -}
Kiểm soát cấu trúc vi mô: Bạn có thể có được phân phối pha định hướng hạt và kết tủa tốt nhất bằng cách thay đổi công suất laser và tốc độ quét, trong số những thứ khác. Sử dụng l - PBF, công nghệ phụ gia AVIC MAITE đã in các bộ phận cho máy bay không người lái Quadcopter In718. Sau khi xử lý nhiệt, kích thước của pha '' giống nhau và độ bền kéo là 1300 MPa.
3dp: Kéo keo
Cân bằng giữa chi phí và hiệu quả: Phương pháp 3DP sử dụng chất kết dính để liên kết có chọn lọc bột kim loại. Sau đó, các loại bột bị tẩy chay và thiêu kết để có được sản phẩm cuối cùng. Điều này làm cho nó tốt cho sản xuất quy mô lớn-. Sử dụng công nghệ 3DP, exone in các bộ phận công nghiệp được làm bằng niken - Hợp kim dựa trên. Điều này tiết kiệm 40% so với L - PBF và làm cho độ nhám bề mặt (RA nhỏ hơn hoặc bằng 6,3 μ m) đáp ứng nhu cầu của các bộ phận hoạt động.
Tỷ lệ sử dụng vật liệu: Kỹ thuật 3DP phục hồi hơn 95% bột, cắt giảm chất thải vật liệu rất nhiều. Ví dụ, Viện nghiên cứu công nghệ hàng không vũ trụ Thượng Hải, sử dụng các máy bay động cơ máy bay hợp kim coban crom in 3DP, cắt giảm 30% chi phí vật liệu so với đúc truyền thống. Một trường hợp sử dụng phổ biến là đi từ "phòng thí nghiệm" đến "quy mô".
Niken - Bản in 3D hợp kim dựa trên đã được sử dụng trên quy mô đáng kể trong nhiều ngành công nghiệp kết thúc-. Giá trị của nó được thể hiện trong hiệu suất tốt hơn, thời gian chu kỳ ngắn hơn và tự do thiết kế nhiều hơn.
Không gian vũ trụ: Các bộ phận cho tuabin: Niken - Bình tuabin hợp kim dựa trên in với L - PBF được sử dụng bởi sản xuất phụ gia của Quảng Châu. Bằng cách cải thiện thiết kế của các kênh làm mát ở bên trong, hiệu quả làm mát tăng 15% và tuổi thọ của lưỡi dao tăng 30%.
Một phần của cấu trúc kết thúc nóng: NASA sử dụng buồng đốt làm từ GRCOP - 84 Hợp kim niken đồng được in bởi L-PBF. Hợp kim này có thể xử lý nhiệt độ cao, giúp buồng đẩy hoạt động đều đặn ở mức 1200 độ.
Công cụ năng lượng:
Phòng đẩy hạt nhân của NASA HR - 1 được thực hiện bởi công nghệ phụ gia AVIC MAITE bằng cách sử dụng quy trình LP - Nó có thiết kế chuyển tiếp gradient của hợp kim và hợp kim zirconium dựa trên niken có thể xử lý mức độ bức xạ rất cao.
Tua bin khí: Siemens Energy kết hợp 20 phần điển hình thành một phần bằng cách sử dụng Niken in 3D - Điều này đã giảm 20% thời gian lắp ráp và NOx và NOx.
Kỹ thuật hải dương học:
Van cho biển sâu: thép không gỉ 316L và niken - Hợp kim dựa trên được sử dụng để làm cho van tồn tại lâu hơn trong độ cao - nước biển áp suất. Kỹ thuật in 3D tổng hợp làm cho nó kéo dài 15 năm thay vì 5.
Phân tích kinh tế: Từ "chi phí cao" đến "Tối ưu hóa toàn bộ vòng đời"
Niken - Bột hợp kim dựa trên khá đắt (khoảng 500 Lỗi2000/kg), nhưng in 3D tạo ra những bước tiến kinh tế lớn theo những cách sau:
Tiết kiệm chi phí thông qua tối ưu hóa thiết kế: Sử dụng cấu trúc tối ưu hóa cấu trúc liên kết có thể giảm 30% đến 50% vật liệu. Chẳng hạn, bạch kim đã tạo ra một khung từ niken - hợp kim dựa trên một loại máy bay không người lái nhẹ hơn 45% và 20% cứng hơn nhờ cấu trúc mạng sinh học.
Làm cho chu kỳ R & D ngắn hơn: Thường phải mất 12 đến 18 tháng để tạo ra một lưỡi tuabin mới, nhưng in 3D và công nghệ đôi kỹ thuật số có thể cắt giảm thời gian đó xuống còn 3 đến 6 tháng. Xi'an Bolite đã tạo ra một Titanium - Đĩa tuabin hợp kim nhôm cho một công ty động cơ hàng không chỉ mất 45 ngày để đi từ thiết kế đến thử nghiệm.
Hạ chi phí giữ phụ tùng trên tay: In 3D tạo ra "trên - Sản xuất nhu cầu" có thể và cắt giảm hàng tồn kho phụ tùng. Boeing đã bắt đầu sử dụng Niken in 3D - Các vòi phun nhiên liệu hợp kim dựa trên, cắt giảm chi phí hàng tồn kho 60% và thời gian giao hàng từ 12 tuần xuống còn 1 tuần.