1.Háromdimenziós nyomóötvözetek: típusok
Az anyag típusa határozza meg, hogy a 3D nyomtatáshoz használt fémanyagok vas alapú ötvözetek, titán és titán alapú ötvözetek, nikkel alapú ötvözetek, kobalt-krómötvözetek, alumíniumötvözetek, rézötvözetek stb.
vas alapú ötvözet
Korábban és alaposabban vizsgálták a fémanyagok 3D-nyomtatásában, a vasalapú ötvözetek az ötvözetek egy osztályát alkotják. A szerszámacél, a 316L-es rozsdamentes acél, az M2-es gyorsacél, a H13-as öntőacél és a 15-5PH martenzites öregített acél határozza meg leginkább ezt az ötvözettípust. A formagyártáshoz különösen alkalmas vasalapú ötvözetek alacsony költséggel, nagy keménységgel, kiemelkedő szívóssággal és kiváló megmunkálhatósággal rendelkeznek. A vasalapú ötvözetek egyik fontos felhasználási területe például a konform vízi öntőformák 3D nyomtatása, amely javíthatja a hőmérsékleti mező egyenletességét, így minimálisra csökkenthető a termékhibák száma, és a hűtőcsatornák pontos elrendezésével meghosszabbítható a penész élettartama.
Titán és titán ötvözetek
Nagy fajlagos szilárdságuk, kiemelkedő hőállóságuk, korrózióállóságuk és jó biokompatibilitásuk miatt a titán és titánötvözetek tökéletes anyagokká fejlődtek olyan ágazatokban, mint az orvosi eszközök, vegyi felszerelések, repülőgépipar és sportfelszerelések. A titánötvözet azonban egy gyakori, nehezen megmunkálható anyag, amely a feldolgozás során nagy igénybevételt és hőmérsékletet okoz, és a szerszámok erős kopása miatt széles körben alkalmazható. Mivel védő atmoszférikus környezetben végezhető, így megakadályozza a titán és az olyan elemek, mint az oxigén és a nitrogén közötti kölcsönhatásokat, a 3D nyomtatási technológia kiválóan alkalmas titánötvözetek előállítására. Az apró területek egyidejű gyors felfűtése és hűtése szintén csökkenti az ötvözetkomponensek párolgását. Ezenkívül a 3D nyomtatás bonyolult formákat tud előállítani vágás nélkül, így optimalizálja az anyagfelhasználást és csökkenti a gyártási költségeket. Jelenleg a tiszta Ti, Ti6A14V (TC4) és Ti6A17Nb – amelyeket gyakran használnak repülőgép-alkatrészekben és mesterséges implantátumokban – például csontokban, fogakban stb. – a rendelkezésre álló 3D nyomtatott titánok és titánötvözetek közé tartoznak.
nikkel alapú ötvözet
A leggyorsabban fejlődő és leggyakrabban használt szuperötvözetek közé tartoznak a nikkel alapú ötvözetek. Széles körben alkalmazzák a repülőgépekben, a petrolkémiai, a hajógyártásban, az energetikában és más ágazatokban, nagy szilárdsággal és határozott korrózióállósággal rendelkeznek 650-1000 fok között. A repülőgép-hajtóművek turbinalapátjaihoz és tárcsáihoz például nikkel alapú szuperötvözetek találnak hasznot. A háromdimenziós nyomtatott nikkel alapú ötvözetek gyakran Inconel 625, Inconel 718 és Inconel 939 minőségűek.
Kobalt-króm ötvözetek
Bár magas hőmérsékletű ötvözetekként is használják őket, a kobaltalapú ötvözetek fejlesztése korlátozott az erőforrások szűkössége miatt. A jelenleg széles körben alkalmazott orvosi anyagként fogászati és ortopédiai implantátumok gyártásához a kobalt alapú ötvözetek nagyobb biológiai kompatibilitást mutatnak, mint a titánötvözetek. Az általánosan használt 3D nyomtatott kobaltalapú ötvözetminőségek a következők: Co 212, Co 452, Co 502 és CoCr28Mo6.
alumínium ötvözet
Alacsony sűrűség, jó korrózióállóság, erős fáradtságállóság, nagy fajlagos szilárdság és merevség – mindezek az alumíniumötvözetet könnyű anyagként határozzák meg. Az öntött alumíniumötvözetek általánosan használt minőségei, a 3D nyomtatásban használt anyagok közé tartozik az AlSi10Mg, AlSi7Mg, AlSi9Cu3 stb. Leginkább az olyan általános technológiáktól függően, mint a szelektív lézeres olvasztás (SLM), az elektronsugaras olvasztás (EBM) és a közvetlen energiás leválasztás (DED) , alumíniumötvözet 3D nyomtatási technika Ezek a technológiák pontosan melegítik az alumíniumötvözet port nagy energiájú lézerek vagy elektronok segítségével gerendákat, így rétegről rétegre olvasztva és egymásra rakva végre létrejön az alkatrész tervezett formája. Az alumíniumötvözetből készült 3D nyomtatási technológia alkalmazásai meglehetősen szélesek a repülőgépiparban, az autóiparban, az orvostudományban és más iparágakban.
réz kombináció
Formabetétekben vagy rakétamotorok égésterében való használatra készült, a rézötvözet jó hővezető képességgel rendelkezik. A GRCop{0}} rézötvözet belső falaiból és nikkelötvözet külső falaiból készült égéskamrához a NASA például 3D nyomtatási technológiát alkalmazott. A belső falak gyártásánál SLM technológiát alkalmaztak; elektronsugaras olvadóbiztosíték-leválasztás befejezte a külső falakat. Az égéstér a teljes teljesítményű gyújtásvizsgálat után is jó formát mutat, bizonyítva, hogy a 3D nyomtatási technológia ugyanolyan hatást fejt ki, mint a hagyományos technológia, és rengeteg időt és folyamatköltséget takarít meg.
2.3D nyomtatási ötvözetek: Alkalmazások
Légiforgalmi
A repülőgépiparban a 3D nyomtatási ötvözettechnológia új lehetőségeket kínál a repülőgépek könnyűszerkezetes tervezésére. A motorlapátok és törzsvázak az ötvözet mikroszerkezetének és nyomtatási útvonalának precíz szabályozásával állíthatók elő, így könnyű és robusztus repülőgép-alkatrészek készülhetnek. Az üzemanyag-fogyasztás javulása mellett ez lerövidíti a kutatási és fejlesztési ciklust, valamint csökkenti a gyártási költségeket, így a repülőgép össztömege is csökken.
Gépjárművek gyártása
Emellett az autógyártás területén is jelentős ígéretet mutat a 3D nyomtatási ötvözettechnológia. Az autók fontos alkatrészei, például felfüggesztési rendszerek, sebességváltók stb. gyárthatók belőle. Bonyolult szerkezetek integrált nyomtatása 3D nyomtatási technológiával valósítható meg, így csökken az alkatrészek száma, és javítható a jármű teljes teljesítménye és integráltsága. Ezzel párhuzamosan a 3D nyomtatási ötvözettechnológia a fogyasztói igényekhez igazítható, így kielégítve a változatos és nagy teljesítményű járművek iránti keresletet a piacon.
orvosi eszközök és felszerelések
Az orvosi berendezések világában a 3D nyomtatási ötvözettechnológia drasztikusan átalakította az orvosi innovációt. Precíziós orvosi berendezések és implantátumok, például műízületek, fogszabályozó készülékek stb. gyárthatók belőle. A 3D nyomtatási technológiával ezeknek a berendezéseknek a pontos gyártása és testreszabása valósítható meg, ezzel is növelve a betegek kényelmét és a műtéti sikeresség arányát.
Több tudományág
A fent felsorolt területeken kívül a 3D nyomtatási ötvözettechnológia számos ágazatban, például az építőiparban, a művészetben és az elektronikában hatalmas lehetőségeket mutatott. A 3D nyomtatási ötvözettechnológia például bonyolult és gyönyörű szobrokat hozhat létre a művészi alkotás során; az építőiparban nagyon precíz épületelemek készítésére használható.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/conformal-cooling-for-3d-printing-mold.html