1. Сплави за триизмерен печат: видове
Видът на материала определя дали металните материали за 3D печат попадат в сплави на основата на желязо, титан и сплави на основата на титан, сплави на основата на никел, сплави на кобалт-хром, алуминиеви сплави, медни сплави и др.
сплав на основата на желязо
Предварително проучени и по-задълбочено в 3D печат на метални материали, сплавите на основата на желязо са клас сплави. Инструментална стомана, неръждаема стомана 316L, бързорежеща стомана M2, формована стомана H13 и 15-5PH мартензитно състарена стомана определят най-вече този вид сплав. Особено подходящи за производство на форми, сплавите на основата на желязо притежават ниска цена, голяма твърдост, изключителна издръжливост и отлична обработваемост. Една важна употреба на сплави на основата на желязо, например, е 3D отпечатване на конформни водни форми, което може да подобри равномерността на температурното поле, така че да минимизира дефектите на продукта и да удължи живота на формата чрез точно подреждане на охлаждащите канали.
Сплави от титан и титан
Поради своята висока специфична якост, изключителна устойчивост на топлина, устойчивост на корозия и добра биосъвместимост, титанът и титановите сплави са се превърнали в перфектни материали в сектори, включително медицински устройства, химическо оборудване, космическо и спортно оборудване. Но титановата сплав е често срещан труден за обработка материал с голямо напрежение и температура по време на обработката и силно износване на инструмента, което ограничава широкото й използване. Тъй като може да се направи в защитна атмосферна обстановка, следователно предотвратявайки взаимодействията между титан и елементи като кислород и азот, технологията за 3D печат е много подходяща за производството на титанови сплави. Едновременното бързо нагряване и охлаждане на малки области също намалява изпаряването на компонентите на сплавта. Освен това, 3D печатът може да произвежда сложни форми без рязане, като по този начин оптимизира използването на материала и намалява производствените разходи. Понастоящем чистият Ti, Ti6A14V (TC4) и Ti6A17Nb - широко използвани в авиационни части и изкуствени импланти - като кости, зъби и др. - са сред наличните 3D отпечатани титан и титанови сплави.
сплав на базата на никел
Сред най-бързо развиващите се и най-често използвани суперсплави са сплавите на базата на никел. Широко прилагани в самолетостроенето, нефтохимическата промишленост, корабостроенето, енергетиката и други сектори, те имат голяма здравина и определена устойчивост на корозия при 650–1000 градуса. За турбинните лопатки и дискове на самолетни двигатели, например, намират приложение суперсплави на основата на никел. Триизмерно отпечатаните сплави на базата на никел често имат класове Inconel 625, Inconel 718 и Inconel 939.
Сплави на кобалт хром
Въпреки че се използват и като високотемпературни сплави, сплавите на базата на кобалт имат ограничено развитие поради ограничение на ресурсите. Понастоящем широко използвани като медицински материали за производството на зъбни и ортопедични импланти, сплавите на основата на кобалт имат по-голяма биосъвместимост от титаниевите сплави. Често използваните 3D отпечатани сплави на базата на кобалт се състоят от Co 212, Co 452, Co 502 и CoCr28Mo6.
сплав от алуминий
Ниска плътност, добра устойчивост на корозия, силна устойчивост на умора, висока специфична якост и твърдост - всичко това определя алуминиевата сплав като лек материал. Често използвани класове в лята алуминиева сплав, материалът, използван при 3D печат, включва AlSi10Mg, AlSi7Mg, AlSi9Cu3 и т.н. Най-вече в зависимост от общите технологии като селективно лазерно топене (SLM), топене с електронен лъч (EBM) и директно отлагане на енергия (DED) , техника за 3D печат от алуминиева сплав. Тези технологии точно загряват прах от алуминиева сплав с помощта на високоенергийни лазери или електронни лъчи, така че топене и подреждане слой по слой, за да се получи накрая желаната форма на детайла. Приложенията на технологията за 3D печат от алуминиева сплав са доста широки в космическата, автомобилната, медицинската и други индустрии.
медна комбинация
Направена за използване във вложки за матрици или горивни камери на ракетни двигатели, медната сплав има добра топлопроводимост. За горивна камера, изработена от GRCop-84 вътрешни стени от медна сплав и външни стени от никелова сплав, НАСА например използва технология за 3D печат. При производството на вътрешните стени е използвана SLM технология; отлагането на предпазител с електронен лъч завърши външните стени. Горивната камера все още показва добра форма след тестване на запалването на пълна мощност, демонстрирайки, че технологията за 3D печат има същото въздействие като конвенционалната технология и спестява много време и разходи за процес.
2.3D печатни сплави: приложения
Аеронавигационен
В космическата индустрия технологията за 3D печат на сплави предлага нови възможности за олекотен дизайн на самолети. Лопатките на двигателя и рамите на фюзелажа могат да бъдат произведени чрез прецизно регулиране на микроструктурата и пътя на печат на сплавта, което позволява леки и здрави компоненти на самолета. Наред с подобряването на икономията на гориво, това съкращава цикъла на изследване и развитие и намалява производствените разходи, като по този начин намалява общото тегло на самолета.
Производство на автомобили
Освен това, показваща значително обещание в сектора на производството на автомобили, е технологията за 3D печат на сплави. От него могат да се произвеждат важни части на автомобили като системи за окачване, трансмисии и др. Интегрираното отпечатване на сложни структури може да бъде осъществено с технологията за 3D принтиране, като по този начин се намалява броят на компонентите и се подобрява цялостната производителност и интеграция на автомобила. Едновременно с това технологията за 3D печат на сплави може да бъде пригодена да отговаря на изискванията на потребителите, като по този начин удовлетворява търсенето на разнообразни и високоефективни превозни средства от пазара.
инструменти и оборудване за медицината
В света на медицинското оборудване технологията за 3D печат на сплави промени драстично медицинските иновации. От него могат да се произвеждат прецизно медицинско оборудване и импланти като изкуствени стави, ортодонтски апарати и др. С помощта на технологията за 3D печат може да се постигне точно производство и персонализиране на това оборудване, като по този начин се подобри комфортът на пациента и степента на хирургичен успех.
Няколко дисциплини
Освен гореизброените области, технологията за 3D печат на сплави показа големи възможности в няколко сектора като строителство, изкуство и електроника. 3D технологията за печат на сплави, например, може да създаде сложни и красиви скулптури в художественото производство; в строителния сектор може да се използва за създаване на много прецизни строителни компоненти.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/conformal-cooling-for-3d-printing-mold.html