Mi a különbség a por kohászat és a 3D nyomtatóanyagok között?

1, Folyamat -alapelv: A fő különbség a hozzáadott gondolkodás és a gondolkodás között
Por metallohurgia: A por kohászat egy módja annak, hogy fémporokat vagy fémporokat (vagy fém- és nem {- fémporokat) készítsenek nyersanyagként. Ez magában foglalja a porok kialakítását és szinteredését fém anyagok, kompozit anyagok és széles termékek előállításához. Ennek fő része az anyagok három lépésben történő formázása: a porok kombinálása, a megnyomás és a szinterelés. A porfémes technológia a nikkel - alapú - hőmérsékleti ötvözet portja porlasztásával porlasztva. Például turbina lemezeket készít a repülőgépmotorok számára. Hideg izosztatikus préselt, majd szinterelt és sűrűsítve vákuumban 1200 fokos, és végül forró izosztatikus préselés, hogy megszabaduljon a belső hibáktól. A PRE - porkeverés megoldja az alkatrészek szegregációjának problémáját a hagyományos öntésben azáltal, hogy az ötvözet elemek eloszlását több mint 90% -kal egyenletesebbé teszik.
3D nyomtatás: A 3D -s nyomtatás olyan adalékanyag -gyártási módszert használ, amely rétegenként felépíti a dolgokat. Például a lézer szelektív olvadás (SLM) technológia így működik: Először egy 3D -s modell fel van vágva; Ezután egy 0,05 mm vastag fémporréteget fektetnek a porhengerre; Ezután egy magas - energia lézernyaláb szelektíven megolvasztja a port egy beállított út mentén; És végül, az alkatrészréteget rétegenként beépítették. Ez a technológia túllépi a standard megmunkálás problémáit, amelyek megnehezítik az eszközökhöz. Olyan bonyolult funkciókat is készíthet, mint a rácsszerkezetek és a konformális hűtési csatornák, amelyeket a hagyományos módszerek nem tudnak. Egy bizonyos cég, amely légiközlekedési motorokat készít, SLM technológiát alkalmaz a benzin fúvókák előállításához. Ez egyesíti a 20 különálló elemet egybe, így a fúvóka 40% -kal könnyebb és 15% -kal több üzemanyag -hatékonyabbá válik.
2, Anyagtulajdonságok: játék a homogenitás ellenőrzése és a gradiensek tervezése között
Milyen a por kohászat anyagai:
A kompozíció egységessége: A por kohászat mechanikus ötvözet vagy gázporgyártási technológiákat használ az ötvözet -elemek egyenletes terjesztésére a mikroszkálán. Például, az FGH96 porfémes kurzsa magas - hőmérsékleti ötvözetben a 'fáziserősítő részecskék méretét 50 nm alatt tartják, és az eloszlási sűrűség varianciája kevesebb, mint 5%. Ez a homogenitás lehetővé teszi, hogy az 1200mPa állandó szilárdságát megtartsa, még akkor is, ha a hőmérséklet magas, 650 fokos.
A porozitás szabályozhatósága: A szinterelés hőmérsékletének megváltoztatásával és a nyomás nyomásakor a porfémes anyagok pontosan ellenőrizhetik a porozitási szintet 5% és 15% között. Egy adott autófékkészítő réz - alapú porfémes súrlódási lemezt készített, 30% -os porozitási kialakítással. Ez teszi a kenőolaj tárolási kapacitását háromszor, és a súrlódási együttható stabilitását 40% -kal jobbá teszi.
Az anyagkompozitok rugalmassága: A por kohászat különféle anyagokból állhat, például fémkerámia és fém szénszál. Például az AL2O3 diszperzióval megerősített rézötvözet 2% nano - méretű AL2O3 részecskéket ad a réz mátrixához a belső oxidációs folyamat felhasználásával. Ez tartja a vezetőképességet 85% IACS -nél, és a lágyulási hőmérsékletet 300 fokról 900 fokra növeli.
Néhány dolog a 3D nyomtatási anyagokról:
A gyors megszilárdulás felépítése: A 3D nyomtatási folyamat során az anyag 106–108 fok /s sebességgel hűti, ami ultrafinom szemcséket vagy akár amorf formákat alkot. A kutatóintézet, amely az SLM technológiát alkalmazó 316L rozsdamentes acélt készítette, a gabona méretét 100 μm -ről kevesebb, mint 1 μm -re változtatta. Ez miatt a szakítószilárdság 30% -kal növekedett, de a nyúlás 15% -kal csökken.
A gradiens funkció megtervezése: A 3D nyomtatás megváltoztathatja az anyagok összetételét és tulajdonságait gradiens módon azáltal, hogy megváltoztatja a paraméterek, például a lézerteljesítményt és a szkennelési sebességet. Egy orvosbiológiai vállalat előállította a Ti6Al4V HA gradiens implantátumot, amely modulálja a hidroxiapatit mennyiségét 60% -ról 0% -ra a felületről a magra. Ez felgyorsítja a csont integrációját kétszer.
A maradék stressz szabályozása: A termikus stressz felépül a 3D nyomtatás során, ami könnyen okozhatja az alkatrészeket. Egy bizonyos vállalat, amely a repülőgép -motor pengéket készíti, 200 fokos előmelegítő szubsztrátot és stressz -felszabadító hőkezelési eljárást alkalmaz a TC4 titán ötvözetének 3 mm -ről 0,5 mm -en belüli megsemmisítésére.
3, Az alkalmazás helyzete: A különbség a tételekben történő készítés és a rendelések között a dolgok között
A por kohászatának előnyei:
Szabványosított termelés nagymértékben: A por kohászat formái a legjobb választás az autóalkatrészek elkészítéséhez, mivel a költségek megosztják. A por kohászat -technikája évente több mint 200 millió vezérműtengely -időzítő fogaskeréket eredményez szerte a világon. Ez 40% -kal csökkenti az egyes darabok költségeit a kovácsolási technológiához képest.
Azok a részek, amelyek nagyon pontosak és ellenállnak a kopáshoz: A por kohászat -szinterelésének befejezési eljárása elérheti az IT7 szintű dimenziós pontosságot. Egy adott sebességváltó-gyártó réz - alapú porfémes szinkron sebességváltó gyűrűt készített, amelynek stabil súrlódási együtthatója 0,12-0,15 volt, miután kénezéssel kezelték. 800 000 -szer lehet használni.
Funkcionális anyagok: A por kohászat az egyetlen módja annak, hogy olyan funkcionális részeket készítsenek, mint a mágneses és porózus anyagok. Egy atomenergia -társaság előállította a ZR SN NB ötvözött porózus szűrőtáblát, amelynek 30% -os porozitási kialakítása van, amely lehetővé teszi, hogy a részecskéket akár 0,5 μm -nél is elkapja. A nukleáris reaktor hűtőfolyadék tisztító rendszerében használják.
Nagy előrelépés a 3D -s nyomtatásban:
Könnyű topológiai felépítés: A 3D -s nyomtatás miatt a szerkezeti optimalizálás egy ötletről valamire történik, ami valóban megtörténik. A topológia optimalizálás és a 3D nyomtatás felhasználásával egy műholdas gyártó alumínium ötvözet tartót készített, amely 65% ​​-kal könnyebb, mint a régi tervezés (2,3 kg), és megfelel a merevségi kritériumoknak.
A 3D -s nyomtatás olyan konformális hűtési csatornákat készíthet, amelyeket a szokásos fúrási módszerek nem tudnak. Ennek oka az, hogy a belső csatornák kialakítása nagyon bonyolult. Egy specifikus penészcég olyan fröccsöntő formát készített, amelynek spirális hűtővízcsatornája van beépítve a 3D nyomtatás segítségével. Ez csökkenti a hűtési időt 45 másodpercről 28 másodpercre, és 38%-kal növeli a gyártási hatékonyságot.
A 3D -s nyomtatás lehetővé teszi az orvosi implantátumok előállítását, amelyeket csak az egyes betegek számára készítenek. Az egyik ortopédiai létesítmény elektronnyaláb -olvadási (EBM) technológiát használ acetabuláris csészék előállításához. Ezután a CT -adatokat használják a beteg medence modelljének újjáépítésére, hogy az tökéletesen illeszkedjen a csontágyhoz. A műtét utáni három évvel a lazulási arány kevesebb, mint 0,5%.