Топ-4 металлических материала для высокопроизводительной 3D-печати

1. Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь широко известна своей способностью противостоять коррозии, высокой прочностью и отличным эстетическим внешним видом. Детали, напечатанные из нержавеющей стали, могут иметь такую ​​же или даже большую прочность, чем детали, созданные с использованием традиционных методов производства. Прочность, твердость и другие свойства нержавеющей стали, напечатанной на 3D-принтере, зависят главным образом от конкретной технологии, использованной для печати детали. 

Детали, напечатанные из нержавеющей стали, нашли применение во многих отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную, военную технику и медицину. По сравнению с другими металлическими материалами для 3D-печати, детали из нержавеющей стали могут быть изготовлены с самой гладкой поверхностью благодаря добавлению хрома.

Порошок нержавеющей стали, используемый для 3D-печати, бывает различных марок и сплавов, включая 316L, 304L, 630, 410, 420, 254, 17-4 PH, 15-5PH, PH1 и GP1. Из них 316L является наиболее часто используемой маркой при 3D-печати металлом. Его состав состоит из 66-70% железа, 16-18% хрома, 11-14% никеля, 2-3% молибдена и менее 0,03% углерода. Этот материал для 3D-печати известен своей пластичностью и хорошей устойчивостью к коррозии. 

2. Инструментальные стали

Инструментальные стали представляют собой семейство сплавов на основе железа с относительно высоким содержанием углерода, которые образуют карбиды с другими легирующими элементами, включая вольфрам, хром, ванадий и молибден. Инструментальные стали предлагают превосходное сочетание жаропрочности, твердости и износостойкости. Эти стали обычно применяются при производстве форм, штампов и режущих инструментов во многих отраслях промышленности. Инструменты используются для изготовления геометрических форм, которые используются в других процессах производства продукции, включая экструзию, резку, литье, литье под давлением, штамповку и сборку компонентов. Для 3D-печати металлом доступны следующие варианты инструментальной стали:D2, M2, H13, H11, MS1 и 1.2709.

3. Титан

Титан является наиболее часто используемым металлом в индустрии аддитивного производства. Он широко используется, среди прочего, в медицинской, аэрокосмической, автомобильной и электронной промышленности. Титан и его сплавы обладают высокой механической прочностью. Они также обеспечивают лучшую устойчивость к коррозии, чем нержавеющая сталь.

Для 3D-печати металлом доступны следующие варианты титанового материала:Ti-6Al-4V, Beta 21S, Cp-Ti (технически чистый титан) и TA15. 

Что такое 3D-печать металлом?

3D-печать металлом — это метод создания металлических деталей или изделий, который адаптирует общие принципы и методы аддитивного производства и применяет их к порошковым металлам. 3D-печать всегда предполагает послойное создание детали из порошковой или накальной проволоки под контролем компьютера.

Существует несколько способов соединить последовательные слои металлического порошка для придания окончательной формы. Их можно плавить лазером или электронным лучом, распылять связующее вещество (струйная обработка связующего) или напрямую печатать в виде расплавленных капель, нагретых из металлических нитей, с помощью принтеров прямого энергетического осаждения (DED) или моделирования плавленым осаждением (FDM).

Какие металлы можно напечатать на 3D-принтере?

3D-печать металлом может выполняться с использованием широкого спектра металлических порошков. К ним относятся, помимо прочего, сталь, алюминий, нержавеющая сталь, медь, кобальт, вольфрам, титан и сплавы на основе никеля. Драгоценные металлы, такие как платина, золото, палладий и серебро, также могут использоваться в 3D-печати.  

Как работает 3D-печать металлом? 

Принципы работы метода 3D-печати металлом зависят от используемого материала, будь то порошок, нить или проволока. Из этих трех вариантов печать порошком является наиболее распространенным методом. 

При 3D-печати порошковым металлом металлический порошок для первого слоя распределяется устройством нанесения порошкового покрытия или устройством повторного покрытия на полу рабочей платформы. Затем мощный лазер или электронный луч используется для избирательного связывания материала при сканировании порошка. Это создаст один сплошной слой объекта. Затем платформу смещают вниз на 50-200 микрон, при этом поверх предыдущего слоя распределяют еще один ровный слой металлического порошка и процесс повторяют. 

С другой стороны, металлическая проволока является наиболее доступным сырьем для 3D-печати металлом. Проволока плавится плазменной дугой, лазером или электронным лучом. Прямое энергетическое осаждение (DED) — это пример метода 3D-печати, в котором для изготовления деталей используются металлические проволоки. В основном он используется для ремонта или для добавления новых функций к существующим металлическим деталям.

Металлические нити представляют собой тонкие пластиковые проволоки, пропитанные металлическими частицами. Такой выбор сырья имеет смысл при использовании принтеров с моделированием наплавления (FDM). FDM работает путем выдавливания нагретой нити через сопло на платформу сборки для создания детали. После печати деталь помещается на станцию ​​удаления связующего, где пластик расплавляется с помощью растворителя, а затем отправляется в печь для спекания, где металлические частицы сплавляются вместе в твердую металлическую деталь. 

Как выбрать лучшие материалы для 3D-печати металлом

Чтобы выбрать лучшие материалы для 3D-печати металлом для вашего проекта, выполните следующие действия:

1. Определите требования к производительности производимой детали. Требования могут включать как условия окружающей среды, которым будет подвергаться деталь, так и механические напряжения, ожидаемые в рабочем состоянии.
2. Сравните требования к производительности со спецификациями материалов. Это означает проверку свойств материала, чтобы убедиться, что он соответствует требованиям конечного использования и условиям эксплуатации. Например, вам нужен материал с хорошей механической прочностью или хорошей коррозионной стойкостью?
3. Выберите материал, который лучше всего соответствует ожидаемым характеристикам и требованиям к деталям, чтобы обеспечить надежную работу и длительный срок службы.

Сводка

В статье были рассмотрены четыре (4) лучших материала для 3D-печати металлических деталей и изделий. Чтобы узнать больше о материалах для 3D-печати металлами и о том, применимы ли они к вашему проекту, свяжитесь с представителем Xometry.

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей, включая 3D-печать и другие дополнительные услуги для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное ценовое предложение без каких-либо обязательств.

Уведомления об авторских правах и товарных знаках

1. Inconel® является зарегистрированной торговой маркой подразделения Huntington Alloys корпорации Special Metals Corp., Хантингтон, Западная Вирджиния.

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



3D-печать против традиционного производства:профессиональное сравнение методов и преимуществ Понимание DXF:объяснение ключевого формата файла 3D-печати