Các vật liệu in 3D kim loại thường được sử dụng trong ngành là gì?

1. Thép không gỉ: Sự cân bằng tốt nhất giữa việc chống gỉ và rẻ
Thép không gỉ là hệ thống vật liệu tiên tiến nhất cho kim loại in 3D. Vào năm 2024, 32% của tất cả các loại bột kim loại được sử dụng trên thế giới sẽ là bột thép không gỉ 316L. Lợi ích chính của nó là:
Rất giỏi chống lại sự ăn mòn: Thiết kế của hợp kim, có ít nhất 10,5% crom, khiến không thể thay thế trong các ngành công nghiệp như hóa dầu và chế biến thực phẩm. Một nhà sản xuất van nền tảng hàng hải nhất định tạo ra một van thép không gỉ 316L sử dụng công nghệ in 3D. Van này kéo dài gấp ba lần so với các vật đúc tiêu chuẩn trong nước biển ăn mòn.
Tính dung sai cao cho quá trình in: Các đặc tính hồ bơi lớn làm cho nó rất linh hoạt đối với những thay đổi năng lượng laser và nó có tỷ lệ thành công hơn 98%. Một công ty phụ tùng ô tô cụ thể sử dụng máy hợp tác laser 12 - để tạo ra 12 kg các bộ phận bằng thép không gỉ mỗi giờ. Điều này hiệu quả gấp 8 lần so với máy Laser đơn.
Bài đăng - Giải pháp xử lý được phát triển tốt -. Ví dụ, điều trị lão hóa có thể gây ra sự biến đổi martensitic, làm tăng cường độ kéo của thép không gỉ 17-4PH từ 900MPa lên 1300MPa. Một công ty khuôn làm cho khuôn phun ra khỏi vật liệu này, kéo dài hơn 40% so với khuôn thép H13 thông thường.
2. Hợp kim Titan: Một vật liệu quan trọng cho các khu vực hàng không vũ trụ và y tế
Hợp kim titan kiếm được khoảng 45% thị trường in 3D kim loại kết thúc cao -. Những tiến bộ công nghệ của nó chủ yếu được nhìn thấy trong:
TC4 (TI-6AL-4V) được sử dụng ở quy mô lớn: bạn có thể tạo cấu trúc tổng hợp của các tinh thể cột và các tinh thể được phân loại bằng cách sửa đổi phương pháp quét laser. Khi kết hợp với điều trị ép đẳng nhiệt nóng, tuổi thọ mỏi của lưỡi động cơ hàng không có thể dài hơn 120% so với tiêu chuẩn rèn. Một loại buồng đẩy tên lửa nhất định sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết để xây dựng các kênh làm mát tái tạo. Điều này làm cho nó nhẹ hơn 35% và rẻ hơn 28% để ra mắt.
Đột phá trong đổi mới vật liệu y sinh: Vì nó rất tương thích sinh học, bột Titanium cấp 2 tinh khiết đã được sử dụng trong cấy ghép chỉnh hình cá nhân. Một tổ chức y tế đã thực hiện một bộ phận giả chung sử dụng công nghệ nóng chảy chùm tia điện tử (EBM). Bộ phận giả có độ xốp được kiểm soát từ 65% đến 75%, tăng tốc độ hình thành các tế bào xương ba lần.
Tạo một hệ thống hợp kim mới: Thêm 0,5% NB vào các hợp chất intermetallic đã làm cho chúng mạnh hơn ở nhiệt độ cao, đi từ 1000 độ đến 350 MPa. Điều này làm cho chúng trở thành một vật liệu tuyệt vời cho lưỡi tuabin trong động cơ máy bay. Sử dụng công nghệ lắng đọng năng lượng theo hướng (DED), một tổ chức nghiên cứu đã sửa chữa hiệu quả thiệt hại cạnh hàng đầu trên một loại lưỡi động cơ nhất định. Lớp sửa chữa và chất nền có cường độ liên kết là 420MPa.
3. Hợp kim nhôm: Một vật liệu bắt đầu cuộc cách mạng nhẹ
Ba vấn đề quan trọng được giải quyết bằng công nghệ in 3D hợp kim nhôm:
Công nghệ kiểm soát các vết nứt nóng: Hợp kim ALSI10MG có silicon 6% đến 12% trong đó, điều này làm cho nó phát triển một cấu trúc eutectic. Điều này làm giảm số lượng vết nứt nóng từ 35% xuống dưới 5%. Một công ty xe năng lượng mới nhất định sử dụng vật liệu này để chế tạo dấu ngoặc pin. So với các bộ phận đúc tiêu chuẩn -, các dấu ngoặc này nhẹ hơn 42% và cứng hơn 18%.
Tạo một hệ thống để làm cho Trái đất hiếm mạnh hơn: Thêm 0,4% SC vào Al Mg SC ZR hợp kim làm cho nó mạnh hơn 500MPa và nhỏ hơn 1 μm. Một công ty hàng không vũ trụ nhất định đã tạo ra một khung vệ tinh ra khỏi vật liệu này có kích thước ổn định từ -196 đến 200 độ.
Một bước tiến lớn trong quy mô lớn - hình thành: Một công ty nhất định đã tạo ra một cabin in là 1,5m × 0,8m × 0,6m và sử dụng đa - công nghệ quét đồng bộ bằng laser để in toàn bộ khung cửa sổ A350. Điều này cắt giảm trọng lượng 22% so với các cấu trúc hấp dẫn truyền thống và cắt giảm thời gian sản xuất từ ​​6 tuần xuống còn 72 giờ.
4. High - Hợp kim nhiệt độ: Người bảo vệ môi trường khắc nghiệt
Niken - Cao dựa trên - Hợp kim nhiệt độ tạo ra khoảng 80% thị trường cho các phần cuối nóng của động cơ máy bay. Sự phát triển công nghệ của họ cho thấy hai xu hướng chính:
Công nghệ kiểm soát vicrocracks: Chúng tôi có thể giảm tốc độ vết nứt của hợp kim Inconel 718 từ 15% xuống dưới 0,5% bằng cách thay đổi mật độ năng lượng laser (80 thép120J/mM) và khoảng cách quét (0,08. Một công ty tuabin khí nhất định làm cho các đĩa tuabin sử dụng công nghệ này. Những đĩa này có thể kéo dài trong 1000 giờ ở 650 độ và 350 MPa.
In gradient in ấn: Một tổ chức nghiên cứu nhất định đã phát triển công nghệ vật liệu gradient chức năng (FGM) làm cho tường buồng đốt đi từ lớp phủ nicocraly sang chất nền 625 Inconel một cách trơn tru. Điều này làm cho vật liệu chống lại quá trình oxy hóa gấp ba lần và mang lại cho nó tuổi thọ nhiệt hơn 5000 lần.