1.Zliatiny pre trojrozmernú tlač: typy
Typ materiálu určuje, či kovové materiály pre 3D tlač spadajú do zliatin na báze železa, titánu a zliatin na báze titánu, zliatin na báze niklu, zliatin kobaltu a chrómu, zliatin hliníka, zliatin medi atď.
zliatina na báze železa
Zliatiny na báze železa, ktoré boli predtým skúmané a dôkladnejšie v oblasti 3D tlače kovových materiálov, sú triedou zliatin. Nástrojová oceľ, nehrdzavejúca oceľ 316L, rýchlorezná oceľ M2, formovacia oceľ H13 a 15-5PH martenzitická oceľ definujú tento druh zliatiny. Zliatiny na báze železa, obzvlášť vhodné na výrobu foriem, majú nízku cenu, veľkú tvrdosť, vynikajúcu húževnatosť a vynikajúcu opracovateľnosť. Jedným dôležitým využitím zliatin na báze železa je napríklad 3D tlač konformných foriem pre vodné cesty, ktorá môže zlepšiť rovnomernosť teplotného poľa, čím sa minimalizujú chyby produktu a predĺži životnosť formy presným usporiadaním chladiacich kanálov.
Zliatiny titánu a titánu
Vďaka svojej vysokej špecifickej pevnosti, vynikajúcej tepelnej odolnosti, odolnosti proti korózii a dobrej biokompatibilite sa titán a zliatiny titánu vyvinuli na dokonalé materiály v odvetviach vrátane lekárskych prístrojov, chemických zariadení, letectva a športového vybavenia. Zliatina titánu je však bežným obrábateľným materiálom s veľkým namáhaním a teplotou počas spracovania a silným opotrebovaním nástrojov, ktoré obmedzuje jej široké použitie. Technológia 3D tlače je vhodná na výrobu zliatin titánu, pretože to možno vykonať v ochrannom atmosférickom prostredí, čím sa zabráni interakciám medzi titánom a prvkami, ako je kyslík a dusík. Súčasné rýchle zahrievanie a ochladzovanie malých oblastí tiež znižuje prchavosť komponentov zliatiny. Okrem toho môže 3D tlač vytvárať zložité formy bez rezania, čím sa optimalizuje využitie materiálu a znižujú sa výrobné náklady. V súčasnosti patrí čistý Ti, Ti6A14V (TC4) a Ti6A17Nb – vysoko používané v leteckých súčiastkach a umelých implantátoch – ako sú kosti, zuby atď. – medzi dostupnými 3D tlačenými titánmi a zliatinami titánu.
zliatina na báze niklu
Medzi najrýchlejšie sa rozvíjajúce a najčastejšie používané superzliatiny patria zliatiny na báze niklu. Široko používané v letectve, petrochemickom priemysle, stavbe lodí, energetike a iných sektoroch, majú veľkú pevnosť a jednoznačnú odolnosť proti korózii pri 650–1000 stupňoch. Napríklad pre lopatky a kotúče turbín leteckých motorov sa používajú superzliatiny na báze niklu. Trojrozmerné tlačené zliatiny na báze niklu majú často triedy Inconel 625, Inconel 718 a Inconel 939.
Zliatiny kobaltu a chrómu
Hoci sa používajú aj ako vysokoteplotné zliatiny, zliatiny na báze kobaltu majú obmedzený vývoj v dôsledku obmedzených zdrojov. Zliatiny na báze kobaltu, ktoré sa v súčasnosti vo veľkej miere používajú ako medicínske materiály na výrobu zubných a ortopedických implantátov, majú väčšiu biokompatibilitu ako zliatiny titánu. Bežne používané 3D tlačené zliatiny na báze kobaltu pozostávajú z Co 212, Co 452, Co 502 a CoCr28Mo6.
zliatina hliníka
Nízka hustota, dobrá odolnosť proti korózii, silná odolnosť proti únave, vysoká špecifická pevnosť a tuhosť – to všetko definuje hliníkovú zliatinu ako ľahký materiál. Bežne používané druhy zliatiny hliníka, materiál používaný v 3D tlači, zahŕňajú AlSi10Mg, AlSi7Mg, AlSi9Cu3 atď. Väčšinou v závislosti od bežných technológií, ako je selektívne tavenie laserom (SLM), tavenie elektrónovým lúčom (EBM) a priame nanášanie energie (DED) , technika 3D tlače z hliníkovej zliatiny Tieto technológie presne ohrievajú prášok hliníkovej zliatiny pomocou vysokoenergetických laserov alebo elektrónových lúčov, takže sa tavia a ukladajú vrstvu po vrstve aby sa nakoniec vyrobil zamýšľaný tvar dielu. Aplikácie technológie 3D tlače z hliníkovej zliatiny sú pomerne široké v leteckom, automobilovom, medicínskom a inom priemysle.
medená kombinácia
Zliatina medi vyrobená na použitie vo vložkách foriem alebo spaľovacích komorách raketových motorov má dobrú tepelnú vodivosť. Napríklad pre spaľovaciu komoru vyrobenú z vnútorných stien GRCop-84 zo zliatiny medi a vonkajších stien zo zliatiny niklu použila NASA technológiu 3D tlače. Pri výrobe vnútorných stien bola použitá technológia SLM; elektrónovým lúčom nanášanie poistky dokončilo vonkajšie steny. Spaľovacia komora stále vykazuje dobrú formu po testovaní zapálenia pri plnom výkone, čo dokazuje, že technológia 3D tlače má rovnaký vplyv ako konvenčná technológia a šetrí veľa času a procesných nákladov.
2.3D tlačové zliatiny: Aplikácie
Letecký
V leteckom a kozmickom priemysle ponúka technológia zliatiny 3D tlače nové možnosti pre ľahký dizajn lietadiel. Lopatky motora a rámy trupu môžu byť vyrobené presnou reguláciou mikroštruktúry a dráhy tlače zliatiny, čo umožňuje ľahké a robustné komponenty lietadla. Spolu so zlepšením spotreby paliva sa tým skracuje cyklus výskumu a vývoja a znižujú sa výrobné náklady, čím sa znižuje celková hmotnosť lietadla.
Výroba automobilov
Okrem toho, že v sektore výroby automobilov sa výrazne sľubuje technológia zliatiny 3D tlače. Dajú sa z neho vyrábať dôležité časti automobilov, ako sú závesné systémy, prevodovky atď. Integrovanú tlač komplikovaných štruktúr možno dosiahnuť pomocou technológie 3D tlače, čím sa zníži počet komponentov a zlepší sa celkový výkon a integrácia vozidla. Súčasne môže byť technológia zliatiny 3D tlače prispôsobená požiadavkám spotrebiteľov, čím sa uspokojí dopyt po rôznych a vysokovýkonných vozidlách na trhu.
nástroje a vybavenie pre medicínu
Vo svete zdravotníckych zariadení technológia zliatiny 3D tlače drasticky zmenila lekárske inovácie. Dá sa z neho vyrobiť presné lekárske vybavenie a implantáty ako umelé kĺby, ortodontické aparáty atď. Pomocou technológie 3D tlače je možné dosiahnuť presnú výrobu a prispôsobenie týchto zariadení, čím sa zvýši komfort pacienta a úspešnosť operácie.
Niekoľko disciplín
Okrem vyššie uvedených oblastí technológia zliatiny 3D tlače ukázala veľké možnosti v niekoľkých sektoroch, ako je stavebníctvo, umenie a elektronika. Technológia zliatiny 3D tlače môže napríklad vytvárať zložité a krásne sochy v umeleckej produkcii; v stavebníctve ho možno využiť na vytvorenie veľmi presných stavebných dielcov.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/conformal-cooling-for-3d-printing-mold.html