Четыре процесса 3D-печати металлами и их материалы:подробное руководство

Таблица 1. Плюсы и минусы сварки в слое металлического порошка

Плюсы Минусы

Плюсы

Внутренняя поддержка порошкового слоя, опоры не требуются

Минусы

Некоторые производители предлагают ограниченный ассортимент составов материалов.

Плюсы

Гладкие поверхности прямо из принтера

Минусы

Требуются качественные и дорогие лазеры

Плюсы

Минимальная толщина слоя 20 мкм, обычно 35–50 мкм

Минусы

Некоторые системы предлагают относительно медленную сборку

Плюсы

Создает более пористые детали

Минусы

Высокие остаточные напряжения возникают из-за нестабильных ванн расплава.

Плюсы

Минусы

Напечатанные детали не одинаково прочны и устойчивы к любым процессам; всегда слабее и более склонны к разрушению, чем детали EBM

Таблица 2. Плюсы и минусы направленного энерговыделения

Плюсы Минусы

Плюсы

Высокая скорость печати

Минусы

Стоимость оборудования очень высока

Плюсы

Печатные детали имеют высокую плотность и прочность/упругость

Минусы

Опорные конструкции построить невозможно, поэтому выступы нельзя распечатать, что ограничивает возможности применения.

Плюсы

Может использоваться для ремонта качественных функциональных деталей.

Минусы

Относительно низкое разрешение сборки

Плюсы

Доступны большие таблицы сборки

Минусы

Плохое качество поверхности требует последующей обработки

Плюсы

Собственные свойства материала в деталях

Минусы

Плюсы

Позволяет производить детали с минимальным набором инструментов.

Минусы

Плюсы

Сокращение отходов материала

Минусы

Плюсы

Возможность изготовления деталей из специального сплава (возможность работы с несколькими материалами)

Минусы

Таблица 3. Плюсы и минусы экструзии металлической нити

Плюсы Минусы

Плюсы

Никаких особых условий сборки – комнатная температура, нормальная атмосфера

Минусы

Сложная постобработка при спекании деталей

Плюсы

Напряжения FFF в печатных деталях

Минусы

Усадка затрудняет контроль размеров готовой детали

Плюсы

Широкий спектр материалов на одной машине

Минусы

Точность детали в значительной степени не связана с разрешением печати по осям X-Y-Z.

Плюсы

Дешевое оборудование

Минусы

Детали имеют низкую плотность и относительно слабы после спекания.

Плюсы

Для работы требуются более низкие технические навыки

Минусы

Плюсы

Отлично подходит для прототипов

Минусы

Таблица 4. Плюсы и минусы струйной обработки материалов и связующего струйного оборудования

Плюсы Минусы

Плюсы

Никаких особых условий сборки — комнатная температура, нормальная атмосфера.

Минусы

Двухэтапный процесс:укладывается слой порошка, затем наносится клей для склеивания слоя.

Плюсы

Отсутствие внутренних напряжений в печатных деталях

Минусы

Деликатная постобработка спекания деталей

Плюсы

Широкий спектр материалов на одной машине без изменений в настройке

Минусы

Контроль размеров требует точности, чтобы обеспечить правильную усадку.

Плюсы

Дешевое оборудование

Минусы

Точность готовой детали не является исключительно результатом разрешения печати по осям X-Y-Z.

Плюсы

Для работы требуются более низкие технические навыки

Минусы

Перед спеканием детали становятся хрупкими и уязвимыми.

Плюсы

Минимальная толщина слоя 35 мкм

Минусы

3D-печать металлом — это лазерная технология, которая слой за слоем сплавляет частицы металла. Эта технология обычно используется для прототипирования, производства деталей сложной геометрии и деталей конечного использования, а также для уменьшения количества металлических компонентов в сборке. 3D-печать металлом поставляется с растущим семейством материалов. Это удовлетворяет потребности различных отраслей промышленности:от ювелирной до аэрокосмической, от медицины до производства пластмасс. Некоторые процессы и оборудование зависят от конкретного материала и ограничены в своем диапазоне, в то время как в других можно использовать целый ряд материалов.

Подробнее читайте в нашей статье о 3D-печати.

Как выбрать лучший тип 3D-печати?

Выбор лучшего типа 3D-печати является сложной задачей. Ниже приведены полезные шаги, которые необходимо выполнить при принятии решения о том, какой процесс 3D-печати металлом выбрать:

1. Изучите требования к деталям. Например, обратите внимание на разрешение слоя, необходимость воспроизведения мелких деталей, а также необходимые механические свойства и косметическое качество.
2. Выберите семейство материалов для детали. 
3. После того как материал выбран, просмотрите доступные процессы, в которых используется этот материал, чтобы выбрать лучший из них, обеспечивающий желаемые результаты.
4. Проверьте наличие ресурсов, включая поставщиков материалов, времени и затрат.

Что такое металлические материалы для 3D-печати?

Существует длинный и постоянно растущий список вариантов металлических материалов для 3D-печати. Наиболее распространенные типы металлов:

1. Нержавеющая сталь: Обычно это 3 группы сплавов:304, 316 и 17-4. Они устойчивы к коррозии и обладают высокой прочностью, когда не пористые.
2. Инструментальные стали D2, A2 и H13: Обладают высокой прочностью, прокаливаемы, износостойки и применимы для штампов и инструментов.
3. Титан и Ti64: Материалы, которые идеально подходят для легких деталей и обладают высокой прочностью.
4. Алюминий 7075, 4047, 6061, 2319, 4043: Это различные легкие сплавы для изготовления легких компонентов общего назначения.
5. Инконель® 718, 625: Они обладают низкой коррозионной стойкостью и устойчивостью к высоким температурам и могут использоваться, например, в деталях двигателя.
6. Кобальт-хром: Суперсплав для биомедицинского и аэрокосмического применения.
7. Золото/серебро: Чистые металлы для ювелирных изделий и ограниченного биомедицинского применения.
8. Ниобий, ниобий-цирконий: Это жаропрочные и химически стойкие сплавы для аэрокосмического применения.
9. Тантал: Похож на ниобий, но обладает большей химической стойкостью.
10. Хастеллой® Никель-Хром: Прочные материалы, устойчивые к температуре и трещинам. Обычно используется для компонентов турбин и атомной энергетики.
11. Вольфрам и сплавы: Материалы сверхвысокой плотности. Обычно используется для радиационных экранов, коллиматоров и деталей двигателей.

Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашим руководством по лучшим материалам для 3D-печати металлом.

Когда впервые появилась 3D-печать металлом?

Самым ранним практическим исполнением металлического 3D-принтера был EOSINT M250. Он был запущен в 1994 году компанией ElectroOptical Systems. Он объединил металл с низкотемпературным сплавом, который сплавлялся для соединения первичных частиц. В 2004 году EOS выпустила EOSINT M270. Это была первая система PBF, в которой для плавления металлического сырья использовался лазер с диодной накачкой мощностью 200 Вт. С тех пор произошло экспоненциальное увеличение/улучшение методов, материалов и разрешений.

Сводка

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей, включая 3D-печать металлом для всех ваших прототипов и производственных нужд. Получите мгновенную расценку на 3D-печать металлом и многое другое уже сегодня.

Уведомления об авторских правах и товарных знаках

1. Inconel® является зарегистрированной торговой маркой подразделения Huntington Alloys корпорации Special Metals Corp., Хантингтон, Западная Вирджиния.
2. Hastelloy® является зарегистрированной торговой маркой Haynes International, Кокомо, Индиана.

Отказ от ответственности

Содержимое этой веб-страницы предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности информации. Любые параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные особенности, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет доставлено сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, желающие получить расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим деталям. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими положениями и условиями.

Дин МакКлементс

Дин МакКлементс — дипломированный инженер с отличием в области машиностроения с более чем двадцатилетним опытом работы в обрабатывающей промышленности. Его профессиональный путь включает в себя важные должности в ведущих компаниях, таких как Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace и Hyster-Yale, где он развил глубокое понимание инженерных процессов и инноваций.

Прочтите другие статьи Дина МакКлементса



Объяснение предела текучести:определение, важность, диаграммы и способы расчета 13 объяснений методов спекания:от обычной до искровой плазмы – полное руководство