3D打印技(jì)術正在快速的(de)改變現有的傳(chuán)統生產和生活方式。被作為戰略性的新興產業,歐美的許多發達國家正高度重視並積極推廣3D打印技術。許(xǔ)多專家學者認為,3D打印技術作為新製造也的代表,將積(jī)極的推動第三次工(gōng)業革命(mìng)。而3D打印具有數字化、網(wǎng)絡化、個性化、定製化等特點,成為了當今世界的熱(rè)門行業。
金(jīn)屬3D打印(yìn)技(jì)術是整個3D打印體係中最有潛力並最為前言的技術,是先進製造(zào)技術的發展(zhǎn)方向和重要目標。金屬粉末材料是金屬打印的物質技術,同時也是3D打印技術發展的突破口。目前3D打印技術主要有選擇性激光燒結(jié)(SLS)、電子束(shù)熔融(EBM)、選擇性激光熔化(SLM)和激光近淨成形(xíng)(LENS)。其(qí)中選擇(zé)性激光融化為現(xiàn)行業中的研究熱點,其使用(yòng)高能激光源,可以熔融(róng)多種金屬粉末。
作為3D打印基礎的金屬粉末材料,現在發展到什麽階段(duàn)了呢?我們列舉了幾種常見的金(jīn)屬粉末(mò)材料,加(jiā)以說明。
鈦合(hé)金粉末在航天航空、化工、核行業、醫(yī)療器械及運動(dòng)器材等領域得到(dào)了廣泛的應用。其具有耐高溫、高耐腐蝕性、高強度、低密度以及生(shēng)物(wù)相(xiàng)容等優點。在傳統的製備(bèi)技術行業,鈦合金已經被廣泛的應用在高新(xīn)技術領域,例如美國(guó)的F14、F15、F117、B2等軍(jun1)用飛機上,而播音747飛機的太含量達到了42.7t。但是傳統行業中的鍛(duàn)造(zào)和鑄造的方式生(shēng)產的大型的鈦合金零件,卻因為成本高、工藝複雜、材料利用率低以及後續加工困難等不利的因(yīn)素,被限製了更(gèng)深入的發展。但是采用3D打印技術,卻可以從根本上解決這些問題,因(yīn)為3D打印技術近(jìn)年來(lái)被直(zhí)接用來加工鈦合金。
開發新型的鈦基合(hé)金粉末(mò)是鈦合金SLM應用研究的主要方向。由於鈦以及鈦合金發的應變硬化指數低(近似為0.15),抗塑性剪切變形能力和耐磨性差,因而(ér)限製了鈦製件(jiàn)在高溫和腐蝕磨損條件(jiàn)下的使用。但是錸(Re)的熔點很高,一般用於超高溫和強熱震(zhèn)工作環境,Re-Ti合金的製備在航天航空(kōng)、核(hé)能源(yuán)和電子領域(yù)具有重大的意義。而Ni具有磁性和良好的可塑(sù)性,所以Ni-Ti合金常作為一種形狀記憶合金。Ni-Ti合(hé)金具有偽彈性、高彈性(xìng)模量、阻尼特性、生物相容性(xìng)和耐腐蝕性等多種性能,領鈦合金多孔結構的特性,現(xiàn)鈦合金多孔(kǒng)結構人造骨的研(yán)究日益增多。
高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基,能在600 ℃以 上的高溫及一(yī)定應力環境下長期工作的(de)一類金屬材 料。其具有較高的高溫強度、良好的抗熱腐蝕和抗氧 化性能以及良好的塑性和韌性。目前按合金基體種 類大致可分為鐵基、鎳基和鈷基合金3類。高溫合金主要用於高性能(néng)發動機,在現代先進的航空發 動機(jī)中,高溫合金材料的使用量占發(fā)動機總質量的40%-60%。現代高性能航空發(fā)動機的發展對高溫合金的使用(yòng)溫度和性能的要求越來越高。傳統的鑄錠冶金工藝(yì)冷卻速度慢,鑄錠中某些元素和(hé)第二相偏析嚴重,熱加工性能(néng)差,組織不均勻,性能不穩 定。而3D打(dǎ)印技術在高溫合金成形中成為解決 技術瓶頸的新方法。美國航空航天局聲稱,在(zài)2014年(nián)8月22日進行的高溫點火試驗中,通過3D打印技術製造的火箭發動機噴嘴產生了創紀(jì)錄的9t的推力。
Inconel 718合金是鎳基高溫合金中應用最早的一種,也是目前航空發動機使用量最多的一種合金。通過(guò)研究Inconel 718合金SLM 激光工藝參(cān)數,發現隨著激光能量密度的(de)增加,試樣的微觀組織經曆了粗大柱狀晶、聚集的枝(zhī)晶、細長且均勻分布的柱狀枝(zhī)晶(jīng)等組織變(biàn)化(huà)過程,在優化(huà)工(gōng)藝參數的前提(tí)下,可(kě)獲得致密度達100%的試樣。鈷鉻合金具有良好的生物相容性,安全可靠且價格便宜,已(yǐ)廣 泛(fàn)應用於牙科領域。鈷鉻合金(jīn)不含對人體有害的鎳、 鈹(pí)元素,由其製備而成的烤瓷牙已成為非貴金屬烤瓷牙的首選(xuǎn)。SLM製作合金烤瓷牙真正能夠做到 “私人訂製”。研究發(fā)現通過SLM 成形的鈷鉻合金烤瓷牙比鑄造成形具有更高的硬度,經過脫氧和(hé)搪瓷燒製過程,合金與搪(táng)瓷(cí)實現完美結合,其釋放鈷鉻(gè)離子含量符合ISO安全標準。
鋁合金具有優良的物理、化學和力學性能,在許 多領(lǐng)域(yù)獲(huò)得了(le)廣泛的應用,但是鋁合金自身的特性(如易氧化、高反射性和導熱性等)增加了選擇(zé)性激(jī) 光熔化製造的難度.目前SLM成形鋁合金中存在氧(yǎng)化、殘餘應力、孔隙缺(quē)陷及致密度等(děng)問題,這些問 題主(zhǔ)要通過(guò)嚴格的保護(hù)氣,增加激光功率(最小(xiǎo)為150w),降低掃麵速度等來改善。
目前(qián)SLM 成形鋁合金材料主(zhǔ)要集中在Al-Si-Mg係合金。對兩種不同的AlSi10Mg粉末進行了SLM 成形試驗。研究發現,不斷(duàn)優化工 藝參數,可獲得99%致密度和約20μm表麵(miàn)粗糙度的成(chéng)形性能。分析得出,粉末形(xíng)狀、粒徑及化學成分是影響成(chéng)形質量的主要原因。對SLM 成形鋁合金過程中氧化鋁薄膜產生的機理進行了分析,得到了氧化鋁薄膜對熔池與熔池層間潤濕特性的影響規律,認為SLM 製(zhì)造鋁合金產生的結晶(jīng)球化現象是因為鋁(lǚ)合金對光的反(fǎn)射(shè)性較強(qiáng)造成的。
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草莓视频ios(上海(hǎi))增材(cái)製造技術以金屬3D打印鎳基高溫合金(jīn)粉、鈷合金粉、鈦合金粉、模具(jù)鋼(gāng)粉為核心,生產(chǎn)的球形金屬合金粉粒(lì)徑超細、高純度、低含(hán)氧量、高球形(xíng)度、成分無偏析而廣泛用於航(háng)空航天、汽車電子和模具中。
草莓视频ios(上海)增材製造技術具備完善的產品研發和嚴格的粉末生(shēng)產控製(zhì)能力,能滿(mǎn)足苛刻環境中的(de)粉(fěn)末應用要求,為用戶(hù)提供高品質的合(hé)金球形粉,加快(kuài)了高端球形粉國產(chǎn)化進程。