3D打印技術正在快速的改變現有的傳統生產和生活方式。被作(zuò)為戰略性的新(xīn)興產業,歐(ōu)美的許多發達國家正高度重(chóng)視並積極推廣3D打印技術。許多專家學者認為,3D打印技術作為新製造也的代表,將積極(jí)的推動(dòng)第三次工業革命。而3D打(dǎ)印具有數字化、網(wǎng)絡化、個性化、定(dìng)製化等特點(diǎn),成(chéng)為了(le)當今世界的熱(rè)門行業。
金屬3D打印技術是整個(gè)3D打印體係中最有(yǒu)潛力並最為前言的技術,是先進製造技術的發展方向和重要目(mù)標。金屬(shǔ)粉末(mò)材料是金屬打印的物質技(jì)術,同時也是3D打印技術發展的突破口。目前3D打印技術主要(yào)有選擇性激光燒結(SLS)、電子(zǐ)束熔融(EBM)、選擇性激光熔化(SLM)和激光近淨成形(LENS)。其中選擇性激光融化為現(xiàn)行業(yè)中的研究熱點,其使用高(gāo)能激光源,可以熔融多種(zhǒng)金(jīn)屬粉末。
作為3D打印基礎的金屬粉末材料,現(xiàn)在(zài)發展到什麽(me)階段了呢?我們列舉了幾種常(cháng)見的金屬(shǔ)粉末材料,加以說明(míng)。
鈦合金粉末(mò)在航天航空、化工(gōng)、核行業、醫療器械及運動器材等領域得到了(le)廣泛的應用。其具有耐高溫、高耐腐蝕性、高強度、低密(mì)度以及生物相容等優點。在(zài)傳(chuán)統(tǒng)的製備技術行業,鈦合金已經被廣泛的應用在高新(xīn)技(jì)術領域,例如美國的F14、F15、F117、B2等軍用飛機上,而播音747飛機的太含量達到了42.7t。但是傳統行業中的鍛造和鑄造的方式生產(chǎn)的大型的鈦合金零件(jiàn),卻因(yīn)為成本高、工(gōng)藝(yì)複雜(zá)、材料利用率低以及後續加工困難等不利的因素(sù),被(bèi)限製了更深入(rù)的發展。但是采用(yòng)3D打印技術,卻可以從根本上解決(jué)這些問題(tí),因為3D打印技術近年(nián)來被直接用來加工鈦合金。
開發新型的鈦基合金粉末是鈦合金(jīn)SLM應用研究的主要方向。由(yóu)於(yú)鈦以及鈦合(hé)金發的應變硬化指數低(近似為0.15),抗塑性剪切變(biàn)形能力和耐磨性差,因而(ér)限(xiàn)製了(le)鈦(tài)製件在高溫和腐蝕(shí)磨損條件下的(de)使用。但(dàn)是(shì)錸(lái)(Re)的熔點很高,一般用於超高溫和強熱震(zhèn)工作環境,Re-Ti合金的製備在航天航空、核能源和電子領域具有重大的意義。而Ni具有磁性和良好的可塑性,所以Ni-Ti合金常作(zuò)為一種形狀(zhuàng)記憶合金。Ni-Ti合金具(jù)有偽彈性、高彈性模量、阻尼特性、生物相容性和耐腐蝕性等多(duō)種性能,領鈦(tài)合金多孔結構的特性,現鈦合金多孔結構人造骨的研(yán)究日益增多。
高溫合金(jīn)是指(zhǐ)以鐵、鎳、鈷為基,能(néng)在600 ℃以 上(shàng)的(de)高溫及一定(dìng)應力環境下長期工作的一類金屬材 料(liào)。其具有較高(gāo)的高溫強度、良好(hǎo)的抗熱腐蝕和抗氧 化性能以及良好(hǎo)的塑性和韌性。目前按(àn)合金基體種 類大致(zhì)可分為鐵基、鎳基和(hé)鈷基合金3類。高溫合金主要用於高性能發動機,在現代先進的航(háng)空發 動機中,高(gāo)溫合金材(cái)料的(de)使用量占發動機總質量的40%-60%。現代高性(xìng)能航空發動機的發展對高溫合金的使用溫度和性能的要(yào)求越來越高。傳統的鑄錠冶金工藝冷卻速度慢(màn),鑄錠中某些元素和第二(èr)相偏析嚴重,熱加工性能(néng)差,組織不均勻,性能不穩(wěn) 定。而3D打印技術在高溫合金成形中成為解決 技術瓶頸的新方法。美國航空航天局聲稱,在2014年8月22日進行的高(gāo)溫點火試驗中,通過3D打印(yìn)技術製造(zào)的火箭發動機噴嘴產生(shēng)了創紀錄的9t的(de)推力。
Inconel 718合金是鎳基高溫合金中應用最早的一種,也是目前航空發動機使用量最多的一種合金。通過研(yán)究Inconel 718合金SLM 激光工藝參數,發現隨著(zhe)激光能量密度的增加,試樣的微觀組織經曆了粗大柱狀晶、聚集(jí)的枝晶、細長且均勻分布的(de)柱狀枝晶等(děng)組織變化過程,在優化工藝參數的前提下,可獲得(dé)致密度達100%的試樣。鈷鉻合金具有良好的生物相容性,安全可靠且價格便宜,已廣 泛應用於牙科領(lǐng)域。鈷鉻合金不含對人體有害的鎳、 鈹元素,由其製備而成的烤瓷牙已成為非貴金屬烤瓷牙的首選。SLM製作合金烤瓷牙真正能(néng)夠做到 “私人訂製”。研究發現通過SLM 成形的鈷鉻合金烤瓷牙比鑄造成(chéng)形具有更高的硬度(dù),經過脫氧(yǎng)和搪瓷燒製過(guò)程,合金與搪瓷實現完美結合,其釋放鈷(gǔ)鉻離子含量符合ISO安全標準。
鋁合金具有(yǒu)優良的物理、化學和力學性能(néng),在許 多領域獲得了廣泛的應用,但(dàn)是鋁合金(jīn)自身的特性(如易氧化、高反(fǎn)射性和導(dǎo)熱性(xìng)等)增加了(le)選擇性激 光熔化製造的難度.目前(qián)SLM成形鋁合金中存在氧化、殘餘應力、孔隙缺陷及致(zhì)密度等(děng)問題,這些問 題主要通過嚴格(gé)的保護氣,增加(jiā)激光功率(最小為150w),降低掃(sǎo)麵速度等來(lái)改善。
目前SLM 成形鋁合金材(cái)料主要集中(zhōng)在Al-Si-Mg係合金。對(duì)兩種不同的(de)AlSi10Mg粉末進行了SLM 成形試(shì)驗。研究發現,不斷優化工 藝參數,可獲得99%致密度和約20μm表麵粗糙度的成形性能。分析得出,粉末形狀、粒徑及化學成分是影響成形質(zhì)量的主要原因。對SLM 成形鋁合金過程中氧化鋁薄(báo)膜產生的機理(lǐ)進行了(le)分析,得到了氧化鋁薄膜對熔(róng)池與熔池層間潤濕特性的影響規律,認為SLM 製造鋁合金產生的結晶球(qiú)化現象是因為鋁合(hé)金對光的反射(shè)性較強造成的。
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快猫视频APP下载安装(上海)增材製造(zào)技術以(yǐ)金屬3D打印鎳基(jī)高(gāo)溫合金粉、鈷合金粉、鈦合金粉、模具鋼(gāng)粉為(wéi)核心,生產的球形金屬合金粉粒徑超細、高純度、低含氧量、高球形度、成分無偏析而廣泛用於航空航天、汽(qì)車電子和(hé)模(mó)具中。
快猫视频APP下载安装(mài)(上海)增材製造技術具備(bèi)完善的產品研發和嚴格的粉末生產控製能力,能滿足苛刻環境(jìng)中的粉末應用要求,為(wéi)用戶提供高品質的(de)合金球形粉,加快了高(gāo)端球形粉國產化進程。