Quina diferència hi ha entre els materials de metal·lúrgia en pols i els materials d’impressió 3D?

1, Principi de procés: la diferència principal entre el pensament que afegeix i el pensament que es treu
Metal·lúrgia en pols: la metal·lúrgia en pols és una manera de fer pols metàl·lics o utilitzar pols metàl·lics (o barreges de metall i no - pols de metall) com a matèries primeres. Es tracta de donar forma i sinteritzar els pols per fabricar materials metàl·lics, materials compostos i una àmplia gamma de productes. La part principal d'ella és la conformació de materials en tres passos: combinar pols, prémer -los i sinteritzar -los. La tecnologia de metal·lúrgia en pols fa que el níquel - es basa en alta - aliatge de temperatura en pols per atomitzar -lo. Per exemple, fa discos de turbina per als motors d’avions. Es pressiona en fred, després es va sinteritzar i densificar -se al buit a 1200 graus, i finalment es pressiona una isostàtica calenta per desfer -se dels defectes interns. La mescla en pols pre - soluciona el problema de la segregació de components en el càsting tradicional fent que la distribució d’elements d’aliatge sigui més del 90% més.
Impressió 3D: la impressió 3D utilitza un mètode de fabricació additiva que construeix les coses capes per capa. Per exemple, la tecnologia de fusió selectiva làser (SLM) funciona així: primer, es redueix un model 3D; A continuació, es posa una capa de pols de metall de 0,05 mm de gruix al corró de pols; A continuació, un feix làser energètic alt - fonta selectivament la pols al llarg d'un camí establert; I, finalment, la part està construïda per capa. Aquesta tecnologia supera els problemes amb el mecanitzat estàndard que fa que sigui difícil arribar a les eines. També pot fer funcions complexes com les estructures de gelosia i els canals de refrigeració conformals que els mètodes tradicionals no poden. Una empresa que fa que els motors d’aviació utilitzin tecnologia SLM per fer broquets de gasolina. Això combina 20 elements separats en un, fent que la boquilla sigui més lleugera i un 15% més eficient.
2, Propietats materials: un joc entre controlar l’homogeneïtat i el disseny de gradients
Com són els materials de metal·lúrgia en pols:
Uniformitat de la composició: la metal·lúrgia en pols utilitza tecnologies de fabricació de pols d’aliatge o atomització de gas per a propagar elements d’aliatge a la microscopi. Per exemple, a la metal·lúrgia en pols FGH96 Alta - Aliatge de temperatura, la mida de les partícules de reforç de fase es manté per sota dels 50 nm i la variació de la densitat de distribució és inferior al 5%. Aquesta homogeneïtat permet mantenir una força constant de 1200MPa fins i tot quan la temperatura és alta, a 650 graus.
Controlabilitat de la porositat: canviant la temperatura de sinterització i la pressió de la pressió i els materials de metal·lúrgia en pols poden controlar precisament els nivells de porositat entre el 5% i el 15%. Un fabricant de fre de cotxe particular va fer un coure - placa de fricció de metal·lúrgia basada en pols amb un disseny de porositat del 30%. Això fa que la capacitat d’emmagatzematge de l’oli lubricant tres vegades més i l’estabilitat del coeficient de fricció un 40% millor.
Flexibilitat dels compostos de material: la metal·lúrgia en pols pot fer compostos de diferents materials, com la ceràmica metàl·lica i la fibra de carboni metàl·lic. Per exemple, l’aliatge de coure reforçat amb la dispersió AL2O3 afegeix un 2% de nano - partícules de mida Al2O3 a la matriu de coure mitjançant el procés d’oxidació intern. Això manté la conductivitat al 85% IACS i augmenta la temperatura de suavització de 300 graus a 900 graus.
Algunes coses sobre els materials d'impressió 3D són:
Estructura de solidificació ràpida: Durant el procés d’impressió 3D, el material es refreda a un ritme de 106-108 graus, cosa que el fa formar grans ultrafins o fins i tot formes amorfes. L’Institut de Recerca que va fer que l’acer inoxidable de 316L utilitzant la tecnologia SLM va canviar la mida del gra de 100 μm en forjaments típics a menys d’1 μm. Això va fer que la força a la tracció augmentés un 30%, però l'elongació va baixar un 15%.
Disseny de la funció de gradient: la impressió 3D pot canviar la composició i les propietats dels materials de manera gradient canviant paràmetres com la potència làser i la velocitat d'escaneig. Una empresa biomèdica va produir l’implant de gradient de Ti6al4V HA, que modula la quantitat d’hidroxiapatita del 60% al 0% de la superfície al nucli. Això accelera la integració de l’os per dues vegades.
Control de l'estrès residual: l'estrès tèrmic es produeix durant la impressió 3D, cosa que pot provocar les parts fàcilment. Una determinada empresa que fa que les fulles de motors d’avions utilitzin un preescalfament de substrat fins a 200 graus i un procediment de tractament tèrmic d’alliberament de tensió per evitar que les fulles d’aliatge de titani TC4 es produeixin des de 3mm fins a 0,5 mm.
3, Situació per a l'aplicació: la diferència entre fer coses en lots i fer les coses a la comanda
Beneficis de la metal·lúrgia en pols:
Producció normalitzada a gran escala: els motlles de metal·lúrgia en pols són la millor opció per fer peces de cotxe perquè comparteixen costos. La tècnica de metal·lúrgia en pols fa més de 200 milions d’engranatges de sincronització de lleves a l’any a tot el món. Això redueix el cost de cada peça en un 40% en comparació amb la tecnologia de forja.
Parts altament precises i resistents al desgast: el procediment d’acabat per a la sinterització de la metal·lúrgia en pols pot arribar a la precisió dimensional del nivell 7. Un fabricant de caixes de canvis particular va fer un coure - anell de metro síncron basat en pols que té un coeficient de fricció estable de 0,12-0,15 després de ser tractat amb sulfurització. Es pot utilitzar 800.000 vegades.
Materials funcionals: la metal·lúrgia en pols és l’única manera de fer parts funcionals com materials magnètics i porosos. Una empresa d’energia nuclear va produir la placa de filtre porosa d’aliatge Zr Sn Nb, que té un disseny de porositat del 30% que li permet atrapar partícules fins a 0,5 μm. S'utilitza al sistema de purificació per al refrigerant del reactor nuclear.
Un gran pas endavant en la impressió 3D:
Estructura topològica lleugera: la impressió 3D fa que l’optimització estructural passi de ser una idea a alguna cosa que realment passi. Utilitzant l’optimització de topologia i la impressió 3D, un fabricant de satèl·lits va produir un suport d’alumini d’alumini que és un 65% més lleuger que l’antic disseny (2,3 kg) i compleix els criteris de rigidesa.
La impressió 3D pot fer canals de refrigeració conformals que els mètodes de perforació estàndard no poden. Això es deu al fet que el disseny dels canals interiors és molt complicat. Una empresa específica de motlles feia un motlle d'injecció que tingui un canal d'aigua de refrigeració en espiral integrat en ell mitjançant la impressió 3D. Això redueix el temps de refrigeració de 45 segons a 28 segons i augmenta l'eficiència de fabricació en un 38%.
La impressió 3D fa que sigui possible produir implants mèdics que es facin només per a cada pacient. Una instal·lació ortopèdica utilitza tecnologia de fusió de feixos d’electrons (EBM) per fer tasses acetabulars. A continuació, utilitzen dades de TC per reconstruir el model pèlvic del pacient de manera que s’adapti perfectament al llit d’os. La taxa de solda tres anys després de la cirurgia és inferior al 0,5%.