В чем разница между материалами для металлургии порошка и 3D -печатными материалами?

1, Принцип процесса: основное различие между мышлением, которое добавляет, и мышлением, которое отнимает
Порошковая металлургия: Порошковая металлургия - это способ изготовить металлические порошки или использовать металлические порошки (или смеси металлических и не - металлических порошков) в качестве сырья. Он включает в себя формирование и спекание порошков для изготовления металлических материалов, композитных материалов и широкого спектра продуктов. Основной его частью является формирование материалов в трех шагах: объединение порошков, нажатие на них и спекание. Технология порошковой металлургии производит Nickel - высокий - порошок сплава температуры путем его распыления. Например, это делает турбинные диски для самолетов. Это холодное изостатическое прессование, затем спеченное и уплотненное в вакууме на 1200 градусов, и, наконец, горячая изостатическая нажатая, чтобы избавиться от любых внутренних недостатков. Порошок pre - смешивание решает проблему сегрегации компонентов в традиционном литьях, делая распределение сплавов сплавных элементов более чем на 90% больше.
3D -печать: 3D -печать использует метод аддитивного производства, который создает вещи на слое за слоем. Например, технология лазерного избирательного плавления (SLM) работает так: во -первых, 3D -модель нарезана; Затем слой металлического порошка толщиной 0,05 мм укладывается на порошок; Затем высокий - энергия лазерной луче избирательно плавит порошок вдоль установленного пути; И, наконец, часть создана слой за слоем. Эта технология превышает проблемы со стандартной обработкой, которая затрудняет добычу инструментов. Он также может сделать сложные функции, такие как структуры решетки и конформные каналы охлаждения, которые не могут традиционные методы. Определенная компания, которая заставляет авиационные двигатели, использует технологию SLM для изготовления бензиновых сог. Это сочетает в себе 20 отдельных элементов в один, что делает сопла на 40% легче и на 15% более эффективным.
2, Свойства материала: игра между контролем однородности и градиентами проектирования
Какие материалы металлургии порошковой металлургии похожи:
Единообразие композиции: Порошковая металлургия использует механические технологии обработки механического легирования или производства порошка газа для равномерно распределения сплавных элементов на микромасштабе. Например, в температурном сплаве FGH96 сплав порошковой металлургии - размер частиц укрепления фазы сохраняется ниже 50 нм, а дисперсия в плотности распределения составляет менее 5%. Эта однородность позволяет ему сохранять постоянную прочность на 1200 МПа, даже когда температура высока, на 650 градусов.
Контролируемость пористости: изменяя температуру спекания и давление нажатия, материалы металлургии порошка могут точно контролировать уровни пористости от 5% до 15%. Конкретный производитель автомобильных тормозов создал медную пластину на основе металлургии на основе порошка с дизайном пористости 30%. Это делает емкость хранения смазочного масла в три раза больше, и стабильность коэффициента трения на 40% лучше.
Гибкость материалов композитов: Порошковая металлургия может изготовлять композиты из разных материалов, таких как металлическая керамика и металлическое углеродное волокно. Например, Al2O3 -дисперсионное усиление медного сплава добавляет 2% Nano - частиц Al2O3 размером с медной матрицы с использованием внутреннего процесса окисления. Это сохраняет проводимость на уровне 85% IAC и повышает температуру смягчения с 300 градусов до 900 градусов.
Некоторые вещи о 3D -печатных материалах:
Структура быстрого затвердевания: во время процесса 3D -печати материал охлаждается со скоростью 106–108 градусов /с, что делает его образующим ультрадисменным зернами или даже аморфными формами. Научно -исследовательский институт, который сделал 316L из нержавеющей стали, используя технологию SLM, изменил размер зерна с 100 мкм в типичных покиданиях до менее чем 1 мкм. Это заставило прочность на растяжение увеличиться на 30%, но удлинение снизилось на 15%.
Дизайн градиентной функции: 3D -печать может изменить композицию и свойства материалов градиентным способом, изменяя параметры, такие как лазерная мощность и скорость сканирования. Биомедицинская компания произвела градиентный имплантат TI6AL4V HA, который модулирует количество гидроксиапатита от 60% до 0% от поверхности до сердечника. Это ускоряет интеграцию кости на два раза.
Контроль остаточного напряжения: тепловое напряжение нарастает во время 3D -печати, что может легко привести к деформации деталей. Определенная компания, которая производит лезвия самолетов, использует подложку, предварительно нагревая до 200 градусов, и процедура термообработки с высвобождением напряжений, чтобы не допустить деформации титановых сплавов TC4 от 3 мм до 0,5 мм.
3, ситуация для применения: разница между созданием вещей в партиях и делами, чтобы заказать
Преимущества порошковой металлургии:
Стандартизированное производство в больших масштабах: порошковые металлургические формы являются лучшим выбором для изготовления автомобильных запчастей, поскольку они разделяют расходы. Техника порошковой металлургии составляет более 200 миллионов синхронизации распределительного вала в год по всему миру. Это снижает стоимость каждого произведения на 40% по сравнению с технологией ковки.
Части, которые очень точны и устойчивы к износу: процедура отделки для порошковой металлургии, может достичь точности размера уровня IT7. Конкретный производитель коробки передач сделал медь - порошок металлургии синхронного зубчатого кольца, которое имеет стабильный коэффициент трения 0,12-0,15 после обработки серной. Это может использоваться 800 000 раз.
Функциональные материалы: Порошковая металлургия - единственный способ сделать функциональные детали, такие как магнитные и пористые материалы. Компания по ядерной энергетике произвела пористую фильтрующую пластину Zr Sn NB, которая имеет 30% пористость, которая позволяет ему ловить частицы до 0,5 мкм. Он используется в системе очистки для охлаждающей жидкости ядерного реактора.
Большой шаг вперед в 3D -печати:
Легкая топологическая структура: 3D -печать заставляет структурную оптимизацию переходить от идеи к чему -то, что действительно происходит. Используя оптимизацию топологии и 3D -печать, производитель спутников производил алюминиевый спланный кронштейн, который на 65% легче, чем старый дизайн (2,3 кг) и соответствует критериям жесткости.
3D -печать может сделать конформные каналы охлаждения, которых не могут стандартные методы бурения. Это потому, что дизайн внутренних каналов очень сложный. Специфическая форма для формы создала подъемную форму, которая имеет встроенный в нее канал спиральной охлаждения водных вод, используя 3D -печать. Это сокращает время охлаждения с 45 секунд до 28 секунд и повышает эффективность производства на 38%.
3D -печать делает возможным производство медицинских имплантатов, которые производятся только для каждого пациента. Один ортопедический объект использует технологию плавления электронного луча (EBM) для изготовления втрях. Затем они используют Данные КТ для восстановления тазовой модели пациента, чтобы она идеально подходила к кости. Уровень ослабления через три года после операции составляет менее 0,5%.