Подходит ли он использовать сплавы на основе никеля для 3D -печати в промышленном производстве?

Свойства материала Nickel - сплава на основе включают их «естественное преимущество» способности хорошо работать при высоких температурах.
Никель - сплавы на основе на основе (такая insonel 625, uncel 718, hastelloy x и другие) могут оставаться сильными и противостоять окислению и коррозии при температурах от 650 до 1000 градусов по Цельсию. Основные преимущества их ядра показаны в:
Стабильность при высоких температурах: когда хром (Cr), молибден (MO), Niobium (Nb) и другие металлы добавляются в сплавы на основе никеля-, они создают толстую оксидную пленку, которая может защищать от окисления и коррозии при высоких температурах. Например, Inconel 718 имеет прочность на растяжение 1100 МПа при 650 градусах, что намного выше, чем у типичных алюминиевых и титановых сплавов.
Сопротивление ползучести и усталостная производительность: Nickel - сплавы на основе на основе могут оставаться стабильными в течение длительного - Term High - температурная нагрузка из -за механизма укрепления осадков «фазы (ni3 (al, ti)) и Фаза '' (Ni3nb). Срок службы усталости турбинного диска в авиационном двигателе более чем на 20% дольше после того, как его изготовлен с помощью печати Inconel 718 3 D, чем с типичными коваными частями.
Химическая стабильность: никель - на основе сплавов очень устойчивы к коррозионным веществам, таким как морская вода и кислые газы. Они часто используются в морском инженерии и химическом оборудовании.
Никель - сплавы на основе на основе 3D -печати высокой - температурных деталей из -за этих качеств. Это особенно верно для создания сложных структур, которые трудно сделать с традиционными методами, что показывает, насколько они полезны еще больше.
Адаптируемость процесса: «Технический резонанс» между 3D -печати и никеля - на основе сплавов
Ключевые технологии, включая потоку материала, управление тепловым напряжением и оптимизация микроструктуры для 3D -печати Nickel - на основе сплавов на основе. Настоящая основная процедура достигла уровня зрелости в своих приложениях:
Лазерная порошковая слоя плавления (l - pbf):
Преимущество процесса: много энергии в небольшом космическом лазере может полностью таять никель - на основе порошка сплава, создавая детали с плотностью более 99,5%. Например, Hunan Huashu High Tech производит аэрокосмические структурные компоненты с использованием L - PBF Printed Nickel - высокого уровня - температурных сплавных сплавных сетчатых крыльев со счетом 750 × 195 × 1035 мм и толщиной 100 мкм.
Контроль микроструктуры: вы можете получить наилучшее ориентацию на зерно и распределение фазы осадков, изменив лазерную мощность и скорость сканирования, среди прочего. Используя L - PBF, Avic Maite Additial Technology имеет печатные детали для Quadcopter Drone IN718. После термической обработки размер «фазы» одинаково, а прочность на растяжение составляет 1300 МПа.
3DP: распылительный клей
Баланс между стоимостью и эффективностью: метод 3DP использует связующее для избирательно связывания металлических порошков. После этого порошки обезжирены и спех, чтобы получить конечный продукт. Это делает его хорошим для крупного - по шкале. Используя технологию 3DP, экзон печатает промышленные детали из никеля - на основе сплавов. Это экономит 40% по сравнению с L - PBF и делает шероховатость поверхности (RA меньше или равна 6,3 мкм) удовлетворяет потребности функционирующих частей.
Скорость использования материалов: метод 3DP восстанавливает более 95% порошка, что на многое сокращает отходы материала. Например, в Институте исследований аэрокосмических технологий аэрокосмических технологий в Шанхае используется печать 3DP -печатные изделия из кобальтового хромиального сплава, которые сокращают затраты на материалы на 30% по сравнению с традиционным литьем. Общий вариант использования идет от «лаборатории» к «масштабе».
Nickel - на основе сплава 3D -печать использовалась в значительной масштабе во многих высоких - конечных промышленных отраслях. Его ценность показана в лучшей производительности, более коротком цикле и большей свободе дизайна.
Aerospace: детали для турбин: Nickel - на основе сплавных турбинных лопастей, напечатанных с L - PBF, используются в Guangzhou Sailong Additive Manufacturing. Улучшивая дизайн каналов охлаждения внутри, эффективность охлаждения повышается на 15%, а срок службы лезвий увеличивается на 30%.
Часть структуры горячих конечных: НАСА использует камеру сгорания, изготовленная из GRCOP - 84 Медного никелевого сплава, напечатанного L-PBF. Этот сплав может обрабатывать высокие температуры, что помогает камере тяги неуклонно работать на 1200 градусов.
Энергетические инструменты:
НАСА HR - 1 Атомная тепловая установка была изготовлена ​​с помощью AVIC Maite Additial Technology с использованием процесса LP - DED (лазерное осаждение энергии). Он имеет градиент переходного дизайна сплава с сплавами на основе никеля и циркония, который может справиться с очень высокими уровнями излучения.
Газовая турбина: Siemens Energy объединяет 20 типичных частей в одну, используя 3D -печатный никель - на основе сопла с сплавщиками. Это сокращает время сборки на 80% и выбросы NOx на 20%.
Океанографическая инженерия:
Клапан для глубокого моря: 316L нержавеющая сталь и никель - на основе на основе сплава используются для того, чтобы клапан длится дольше в высоком - давлением морской воды. Композитная техника 3D -печати проходит последним 15 лет вместо 5.
Экономический анализ: от «высокой стоимости» до «оптимизации всего жизненного цикла»
Никель - на основе сплавного порошка довольно дорого (около 500–2000/кг), но 3D -печать делает большие экономические успехи следующими способами:
Экономия средств с помощью оптимизации проектирования: использование структуры оптимизации топологии может сократить использование материала на 30-50%. Например, Platinum сделал кронштейн из сплава на основе Nickel - для определенного типа беспилотников, который на 45% легче и более жестче благодаря биомиметической структуре решетки.
Сделайте цикл R & D короче: обычно требуется от 12 до 18 месяцев, чтобы сделать новую турбинную лезвию, но 3D -печать и цифровые двойные технологии могут сократить это время до 3-6 месяцев. Xi'an Bolite сделал титановый - диск с алюминиевым сплавом для авиационной компании, которая потребовалась всего 45 дней, чтобы добраться от дизайна до тестирования.
Снимите стоимость хранения запасных частей под рукой: 3D -печать делает возможной «на- спрос» и сокращает инвентаризацию запасных частей. Boeing начал использовать 3D Printed Nickel - на основе сплавных топливных форсунок, которые сокращают затраты на запасы на 60% и сроки доставки с 12 недель до 1 недели.