Aký je rozdiel medzi práškovými metalurgickými materiálmi a 3D tlačiarenskými materiálmi?

1, Princíp procesu: Hlavný rozdiel medzi myslením, ktoré dodáva, a myslenie, ktoré odvádza
Prášková metalurgia: Prášková metalurgia je spôsob, ako vyrobiť kovové prášky alebo používať kovové prášky (alebo zmesi kovových a ne - kovové prášky) ako suroviny. Zahŕňa tvarovanie a spekanie práškov na výrobu kovových materiálov, kompozitných materiálov a širokej škály výrobkov. Hlavnou časťou je tvarovanie materiálov v troch krokoch: kombinácia práškov, ich lisovanie a ich spekanie. Technológia s práškovým metalurgom robí Nickel - založený na vysokej - prášku zliatiny teploty pomocou atomizácie. Napríklad vyrába disky turbíny pre motory lietadiel. Je studený izostatický stlačený, potom spekaný a husovaný vo vákuu vo výške 1200 stupňov a nakoniec hot izostatický stlačený, aby sa zbavil akýchkoľvek vnútorných nedostatkov. Prášok Pre - Miešanie rieši problém segregácie komponentov v tradičnom odlievaní tým, že distribúcia prvkov zliatiny vylepšila viac ako 90% rovnomerne.
3D tlač: 3D tlač používa metódu výroby aditív, ktorá vytvára vrstvu podľa vrstvy. Napríklad technológia laserového selektívneho topenia (SLM) funguje takto: Po prvé, 3D model je nakrájaný nahor; Potom sa na valček prášku položí vrstva kovového prášku s hrúbkou 0,05 mm; potom vysoký - laserový lúč selektívne roztopí prášok pozdĺž nastavenej cesty; A nakoniec, časť je vybudovaná vrstvou po vrstve. Táto technológia prechádza problémami so štandardným obrábaním, ktoré sťažujú nástroje. Môže tiež vytvárať zložité vlastnosti, ako sú mriežkové štruktúry a konformné chladiace kanály, ktoré tradičné metódy nemôžu. Určitá spoločnosť, ktorá spôsobuje, že letecké motory využívajú technológiu SLM na výrobu benzínových dýz. To kombinuje 20 samostatných prvkov do jedného, ​​vďaka čomu je dýza o 40% ľahšia a o 15% účinnejšia palivo.
2, vlastnosti materiálu: hra medzi kontrolou homogenity a navrhovaním gradientov
Aké materiály na metalurgiu prášku sú:
Rovnomernosť zloženia: Prášková metalurgia využíva technológie výroby práškových práškových práškov alebo práškových práškov na rovnomerné šírenie zliatinových prvkov v mikroskopy. Napríklad pri práškovej metalurgii FGH96 High - zliatiny je veľkosť častíc posilňujúcich fázy udržiavaná pod 50 nm a rozptyl v hustote distribúcie je menšia ako 5%. Táto homogenita umožňuje udržiavať konštantnú pevnosť 1200 mPa, aj keď je teplota vysoká, pri 650 stupňoch.
Ovládateľnosť pórovitosti: Zmenou teploty spekania a tlaku lisovacích materiálov môže prášok metalurgie presne kontrolovať úrovne pórovitosti medzi 5% a 15%. Konkrétny výrobca brzdy automobilov vyrobil meď -, poťahová trenná doska s polohou s 30% pórovitou dizajnom. Vďaka tomu je skladovacia kapacita mazacieho oleja trikrát viac a stabilita koeficientu trenia o 40% lepšia.
Flexibilita materiálových kompozitov: Prášková metalurgia môže vyrábať kompozity rôznych materiálov, ako je kovová keramika a kovové uhlíkové vlákna. Napríklad disperzia Al2O3 vystužená zliatina meďnatého pridáva 2% nano - častíc AL2O3 do matrice medi pomocou procesu internej oxidácie. To udržuje vodivosť pri 85% IAC a zvyšuje teplotu zmäkčovania z 300 stupňov na 900 stupňov.
Niektoré veci o 3D tlačiarni sú:
Štruktúra rýchleho tuhosti: Počas procesu 3D tlače sa materiál ochladzuje rýchlosťou 106–108 stupňov /s, vďaka čomu je ultrajemne zrná alebo dokonca amorfné tvary. Výskumný inštitút, ktorý spôsobil, že technológia SLM 316L spôsobila, že technológia SLM, zmenila veľkosť zŕn zo 100 μm v typických výklenkoch na menej ako 1 μm. To spôsobilo, že pevnosť v ťahu sa zvýšila o 30%, ale predĺženie kleslo o 15%.
Návrh funkcie gradientu: 3D tlač môže zmeniť zloženie a vlastnosti materiálov gradientom zmenou parametrov, ako je laserový výkon a rýchlosť skenovania. Biomedicínska spoločnosť vyrábala implantát Gradientu TI6AL4V HA, ktorý moduluje množstvo hydroxyapatitu zo 60% na 0% z povrchu do jadra. Tým sa zrýchľuje integrácia kosti dvakrát.
Ovládanie zvyškového napätia: Tepelné napätie sa hromadí počas 3D tlače, ktorá môže ľahko spôsobiť deformáciu dielov. Určitá spoločnosť, ktorá vyrába čepele leteckého motora, využíva predhrievanie substrátu na 200 stupňov a postup tepelného spracovania uvoľňovania stresu na udržanie čepelí TC4 titánovej zliatiny TC4 pred deformovaním od 3 mm do 0,5 mm.
3, situácia pre aplikáciu: rozdiel medzi výrobou vecí v dávkach a výrobou vecí na objednávku
Výhody metalurgie prášku:
Štandardizovaná výroba vo veľkom meradle: Poliaty pre metalurgiu prášku sú najlepšou voľbou pre výrobu častí automobilov, pretože zdieľajú náklady. Technika Prášskej metalurgie vyrába viac ako 200 miliónov časovacích zariadení vačkových hriadeľov ročne po celom svete. To znižuje náklady na každý kus o 40% v porovnaní s technológiou kovania.
Časti, ktoré sú vysoko presné a odolné voči opotrebovaniu: Postup dokončovania pre spekanie práškového metalurgie môže dosiahnuť presnosť s rozmermi úrovne7. Konkrétny výrobca prevodoviek vyrobil meď - Synchrónny prevodový kruh, ktorý má stabilný koeficient trenia 0,12-0,15 po ošetrení síry. Môže sa používať 800 000 krát.
Funkčné materiály: Prášková metalurgia je jediný spôsob, ako vyrobiť funkčné časti, ako sú magnetické a porézne materiály. Spoločnosť jadrovej energie vyrábala poréznu filtračnú dosku Zr Sn Nb zliatiny, ktorá má dizajn pórovitosti 30%, ktorý umožňuje zachytiť častice tak malé ako 0,5 μm. Využíva sa v systéme purifikačného systému pre chladivo jadrových reaktorov.
Veľký krok vpred v 3D tlači:
Ľahká topologická štruktúra: 3D tlač spôsobuje, že štrukturálna optimalizácia prechádza od nápadu k niečomu, čo sa skutočne stane. Pomocou optimalizácie topológie a 3D tlače satelitný výrobca vyrobil držiak zliatiny hliníkovej zliatiny, ktorá je o 65% ľahšia ako starý dizajn (2,3 kg) a spĺňa kritériá tuhosti.
3D tlač môže vytvárať konformné chladiace kanály, ktoré štandardné metódy vŕtania nemôžu. Je to preto, že návrh vnútorných kanálov je veľmi komplikovaný. Konkrétna firma na plesne vyrobila vstrekovaciu pleseň, ktorá má v nej zabudovaný vodný kanál špirálového chladenia pomocou 3D tlače. Tým sa zníži čas chladenia zo 45 sekúnd na 28 sekúnd a zvyšuje výrobnú účinnosť o 38%.
3D tlač je možné produkovať lekárske implantáty, ktoré sa vyrábajú iba pre každého pacienta. Jedno ortopedické zariadenie využíva technológiu topenia elektrónových lúčov (EBM) na výrobu acetabulárnych pohárov. Potom používajú údaje CT na prestavbu panvového modelu pacienta tak, aby dokonale zapadol do kostného lôžka. Miera uvoľnenia tri roky po operácii je nižšia ako 0,5%.