¿Cuáles son los materiales de impresión 3D de metal utilizados en la industria?

1. Acero inoxidable: el mejor equilibrio entre ser resistente al óxido y ser barato
El acero inoxidable es el sistema de material más avanzado para metales de impresión 3D. En 2024, el 32% de todo el polvo de metal utilizado en el mundo será el polvo de acero inoxidable 316L. Sus principales beneficios son:
Muy bueno para resistir la corrosión: el diseño de la aleación, que tiene al menos 10.5% de cromo, hace que sea imposible reemplazar en industrias como petroquímicos y procesamiento de alimentos. Un cierto fabricante de válvulas de plataforma marítima fabrica una válvula de acero inoxidable 316L utilizando tecnología de impresión 3D. Esta válvula dura tres veces más que las fundiciones estándar en el agua de mar que es corrosiva.
Alta tolerancia para el proceso de impresión: las grandes propiedades de la piscina de fundición hacen que sea muy flexible para los cambios en la energía láser, y tiene una tasa de éxito de más del 98%. Una compañía particular de piezas de automóviles utiliza una máquina colaborativa láser de 12 - para hacer 12 kg de piezas de acero inoxidable por hora. Esto es 8 veces más eficiente que una máquina de un solo láser.
La solución de procesamiento Post - está bien - desarrollada. Por ejemplo, el tratamiento con envejecimiento puede causar una transformación martensítica, lo que aumenta la resistencia a la tracción de acero inoxidable de 17-4ph de 900MPa a 1300MPa. Una empresa de moho produce moldes de inyección de este material, que duran un 40% más que los moldes de acero H13 regulares.
2. Aleación de titanio: un material importante para las áreas aeroespaciales y médicas
La aleación de titanio fabrica aproximadamente el 45% del mercado alto -} end metal de impresión 3D. Sus avances tecnológicos se ven principalmente en:
TC4 (TI-6Al-4V) se usa a gran escala: puede hacer una estructura compuesta de cristales columnares y cristales equiaxados modificando el enfoque de escaneo láser. Cuando se combina con un tratamiento de presión isostático caliente, la vida útil de la fatiga de las cuchillas del motor de aviación puede ser un 120% más larga que el estándar de falsificación. Un cierto tipo de cámara de empuje de cohetes utiliza la optimización de la topología para construir canales de enfriamiento regenerativo. Esto lo hace un 35% más ligero y un 28% más barato de lanzar.
Avance en la innovación de materiales biomédicos: debido a que es muy biocompatible, se ha utilizado el polvo de titanio puro de titanio de grado 2 en implantes ortopédicos individualizados. Una institución médica realizó una prótesis de la articulación de la cadera utilizando tecnología de fusión del haz de electrones (EBM). La prótesis tiene una porosidad que se controla entre 65% y 75%, lo que acelera la formación de células óseas en tres veces.
Hacer un nuevo sistema de aleación: agregar 0.5% NB a los compuestos intermetálicos TIAL los ha hecho más fuertes a altas temperaturas, yendo de 1000 grados a 350 MPa. Esto los convierte en un gran material para las cuchillas de la turbina en motores de aviones. Utilizando la tecnología de deposición de energía dirigida (DED), una institución de investigación ha fijado efectivamente el daño del borde de ataque en un cierto tipo de cuchilla del motor. La capa de reparación y el sustrato tienen una resistencia de unión de 420MPa.
3. Aleación de aluminio: un material que comenzó la revolución ligera
Tres problemas importantes se resuelven mediante tecnología de impresión 3D de aleación de aleación de aluminio:
Tecnología para controlar las grietas calientes: la aleación Alsi10mg tiene un silicio de 6% a 12%, lo que lo hace desarrollar una estructura eutéctica. Esto reduce el número de grietas calientes del 35% a menos del 5%. Una nueva compañía de vehículos de energía nueva emplea este material para hacer soportes de batería. En comparación con las piezas de fundición estándar Die -, estos soportes son 42% más ligeros y 18% más rígidos.
Crear un sistema para fortalecer la tierra rara: agregar 0.4% sc a al mg sc zr aleación lo hace más fuerte que 500MPA y menor que 1 μm. Una cierta compañía aeroespacial hizo un soporte satelital de este material que se mantiene estable en tamaño entre -196 grados y 200 grados.
Un avance importante en la forma grande de escala -: una determinada compañía hizo una cabina de impresión que es 1.5M × 0.8m × 0.6m y usa múltiples - tecnología de escaneo sincrónico láser para imprimir toda la trama de la ventana de la aeronave A350. Esto reduce el peso en un 22% en comparación con las estructuras fascinantes tradicionales y reduce el tiempo de producción de 6 semanas a 72 horas.
4. High - Aleaciones de temperatura: protectores de entornos duros
El níquel - basado en alto - Las aleaciones de temperatura generan aproximadamente el 80% del mercado para partes de los motores de aviones. Su evolución tecnológica muestra dos tendencias principales:
Tecnología para controlar microgracks: pudimos reducir la tasa de grietas de la aleación de Inconel 718 del 15% a menos del 0.5% cambiando la densidad de energía del láser (80-120J/mm ³) y espaciado de escaneo (0.08-0.12 mm). Cierta compañía de turbinas de gas fabrica discos de turbina utilizando esta tecnología. Estos discos pueden durar 1000 horas a 650 grados y 350 MPa.
Impresión de material de gradiente: una determinada institución de investigación desarrolló tecnología de material de gradiente funcional (FGM) que hace que la pared de la cámara de combustión pase de un recubrimiento de nicocrral a un sustrato de Inconel 625 de una manera suave. Esto hace que el material sea tres veces más resistente a la oxidación y le da una vida útil del ciclo térmico de más de 5000 veces.