Как да изберете правилния метал за вашия проект за 3D печат

Инженер наскоро направи първата си поръчка за 3D печат на метал и просто написа „неръждаема стомана“ в полето за материал. Частите пристигнаха с 30% наднормено тегло и неуспешно валидиране на сглобяването. Трябваше да използват алуминий.

Друг клиент избра най-евтината алуминиева сплав за прототип на медицинско изделие. Пробите бяха отхвърлени, защото нямаха необходимите сертификати за биосъвместимост.

В света на адитивното производство изборът на грешен материал не само увеличава фактурата ви-, но ви коства седмици време за изпълнение и надеждност на проекта. Успехът не е в намирането на "най-здравия" метал; става въпрос за съпоставяне на свойствата на материала с околната среда на частта.

Защо изборът на материал е вашето решение за най-висока-възвръщаемост на инвестициите

Повечето материални грешки произтичат от „наследеното дизайнерско мислене“-избора на метал, защото е работил за обработка с ЦПУ. При 3D печатането обаче изборът на материал диктува цялата производствена екосистема: процеса на печат, необходимите поддържащи структури и интензивността на последващата-обработка.

Индустриалните данни сочат, че почти 35% от металните АМ преработки са причинени от несъответствие на материала. Когато ангажирате aУслуга за 3D печат на титанов метал, например, вие не купувате просто метал; вие се ангажирате със специфичен цикъл за управление на топлината и-облекчаване на стреса, който може да удвои цената, ако материалът не е строго необходим.

Четирите въпроса, които всеки инженер трябва да си зададе:

Основна функция: Има ли нужда от висока якост на опън или топлопроводимостта е приоритет?

Работна среда: Ще се изправи ли пред корозивни химикали, екстремни вибрации или температури над 500 градуса?

Регулаторни изисквания: Изисква ли -съответстваща на FDA биосъвместимост или аерокосмическа-проследяемост?

„Скритият“ бюджет: Отчитали ли сте последващата-обработка (HIP, CNC довършителни работи или анодиране)?

Матрица за избор на материал

За да ви помогне да балансирате производителността спрямо разходите, използвайте тази матрица като отправна точка.

1. Неръждаема стомана: универсалният работен кон

Неръждаемата стомана (316L и 17-4PH) представлява приблизително 35% от цялото потребление на метален прах. Това е „по подразбиране“ с причина: то е предвидимо и рентабилно.

316L (морският/медицински избор): Отлична устойчивост на корозия и висока пластичност. Идеален за обработка на храни и хирургически инструменти.

17-4PH (Изборът на здравина): Може да бъде термично обработен до значително по-висока твърдост.

Съвет за разходите: Използвайте 316L като базова линия на разходите "1x". Ако вашата част не изисква екстремни спестявания на тегло или устойчивост на топлина от 600 градуса, това е най-бюджетният-вариант.

2. Алуминий: Лекият Speedster

Когато ръководителите на проекти разглеждат3D метален печат алуминий, те обикновено преследват две неща: намаляване на теглото и разсейване на топлината.

AlSi10Mg: индустриалният стандарт. Той е с 66% по-лек от стоманата и предлага отлични термични свойства за радиатори и компоненти на дронове.

Скритото ограничение: Алуминият има относително ниска работна температура (под 250 градуса). Той също така изисква внимателен дизайн на опората поради голямото си термично разширение по време на печат.

Бележка за-постобработка: За разлика от титана, алуминият е лесен за CNC обработка и може да бъде анодизиран за устойчивост на износване.

3. Титан: Премиум изборът за производителност

Ангажирането на професионална услуга за 3D принтиране на титанов метал често е единственият път за проекти за космически и медицински импланти.

Ti-6Al-4V (клас 5): Предлага най-доброто налично съотношение якост към тегло.

Степен 23 (ELI): Версията „Изключително нисък интерстициален“ специално за медицински импланти, където устойчивостта на умора е жизнено-критична.

Бюджетна реалност: Титанът обикновено е 3x до 5x по-скъп от неръждаемата стомана. Цената не е само в праха; това е във вакуумна{3}}камерна среда за печат и задължителните цикли на-вакуумна пещ за освобождаване на напрежението.

4. Мед: Специалист по проводимост

Исторически,3D печат на медбеше трудно поради отразяващата способност на метала. Днес, с усъвършенствана лазерна технология и сплави CuCr1Zr, това е-предпоставка за високо-производителни индукционни намотки и-течно охлаждани ракетни дюзи.

Професионален съвет: Чистата мед е най-проводимата, но най-трудна за печат. CuCr1Zr предлага 90% „проводимост-към-якост“, което е много по-надеждно за промишлена употреба.

Данни за техническо сравнение

Често срещани материални клопки-и как да ги избегнете

1. Грешка „CNC копиране-поставяне“.

Не избирайте алуминий 6061 само защото вашата CNC част го е използвала. В 3D печата AlSi10Mg е стандартът. Преминаването към не-стандартни сплави за „познаване“ често увеличава разходите с 400% поради специализирано снабдяване с прах.

2. С изглед към „Данъка за подкрепа“

Твърдите материали като Inconel или Titanium изискват масивни опорни структури, за да предотвратят изкривяване. Ръчното премахване на тези опори добавя значителни разходи за труд. Ако дизайнът е сложен, по-„опрощаващ“ материал като 316L всъщност може да бъде по-евтин в крайна сметка.

3. Игнориране на твърдостта на повърхността

Алуминият е лек, но е мек. За-приложения с интензивно износване трябва да вземете предвид цената на твърдо-анодизиране или да преминете към инструментална стомана или CoCr сплав.

Свържете се сега

Няма „перфектен“ метал-само подходящият метал за вашите конкретни-компромиси между тегло, здравина и портфейл. Чрез ранно идентифициране на вашите екологични ограничения и нужди от-постобработка можете да избегнете капаните „30% наднормено тегло“ или „биосъвместимост“, които провалят проектите.

Готови ли сте да оптимизирате следващата си компилация? Независимо дали се нуждаете от специализирана услуга за 3D отпечатване на титанов метал за космическото пространство или от мед за 3D отпечатване с висока-проводимост за електроника, нашият инженерен екип може да предостави-до-сравнение на разходите и производителността.