1. 3D-prinditud alumiiniumi tugevad omadused
Peaksime selgeks tegema, miks alumiinium sobib 3D-printimise sfääri. Kuigi alumiiniumi tihedus on vaid ligikaudu üks-kolmandik terasest, on alumiinium kerge ja üsna tugeva tugevusega metall. Samal ajal aitab alumiiniumi tugev korrosioonikindlus, paindlikkus ja keevitatavus säilitada mõõtmete täpsust ja kuju stabiilsust 3D-printimise protsessis. Lisaks on alumiiniumil üsna kõrge soojusjuhtivus, mis aitab 3D-printimisel soojust kiiresti hajutada, hoides ära termilise pinge põhjustatud deformatsiooni ja purunemise.
Siiski on metallil teatud puudused. Alumiiniumil on 3D-printimise ajal üsna madal sulamistemperatuur ja kõrge peegeldusvõime, mis võib põhjustada laserenergia ebapiisavat neeldumist ja seega mõjutada printimise tõhusust ja kvaliteeti. Alumiinium on samuti altid oksüdeerumisele sula kujul, mis moodustab tiheda alumiiniumoksiidkile, mis võib takistada metalli suuremat sulamist ja segunemist, mõjutades seega trükitoodete tugevust ja tihedust.
2.3D prinditud materjalid, mis on sama tugevad kui metall
Materjalid, mis on sama vastupidavad või isegi rohkem kui alumiinium, pole 3D-printimise valdkonnas haruldased. Need on mõned tüüpilised 3D-printimismaterjalid, mille tugevus on võrdne alumiiniumiga või sellest suurem:
alumiiniumisulam titaan
Titaanisulam, mida kasutatakse peamiselt sellistes tööstusharudes, nagu lennundus-, meditsiini- ja spordivarustus, on suure -tugevusega, madala-tihedusega ja korrosioonikindel metallaine. Oma suure tugevuse ja korrosioonikindluse tõttu on titaanisulamid 3D-printimisel väga eelistatud. Näiteks Ti6Al-4V titaanisulam on levinud ja oluline titaanisulam, mida kasutatakse laialdaselt kosmosekomponentide, meditsiiniliste implantaatide ja keerukate konstruktsioonide valmistamisel; see ühendab endas suure tugevuse, hea sitkuse ja korrosioonikindluse.
naelsterling
Suurepärased mehaanilised omadused ja korrosioonikindlus määravad roostevaba terase kui metalli. Roostevaba terase suure tugevuse ja suurepärase töötlemisvõime tõttu kasutatakse 3D-printimisel üha enam. Eriti 316L roostevaba teras, millel on suurepärane biosobivus ja korrosioonikindlus, leiab suure kasutuse sellistes sektorites nagu toiduainete töötlemise masinad ja meditsiinilised implantaadid.
Kuum{0}}temperatuuriline sulam
Kõrge temperatuuri tingimustes on kõrge temperatuuriga sulam metallaine, mis suudab säilitada suurepäraseid mehaanilisi omadusi ja tugevust. Tavaliselt sisaldab see sulam, mis sisaldab selliseid komponente nagu nikkel, koobalt, kroom jne, silmapaistva oksüdatsioonikindluse, termilise stabiilsuse ja roomamiskindluse. Kõrgetemperatuurilised sulamid on äratanud 3D-printimise vastu suurt huvi, kuna suudavad säilitada head jõudlust ka vaenulikes tingimustes. Näiteks kosmosemootorite tootmisel kasutatakse laialdaselt kõrgtemperatuurseid -sulameid, nagu Haynes 230 ja Inconel 718.
keraamiline ehitusmaterjal
Tänu oma suurele kõvadusele, suurele kulumiskindlusele ja suurepärasele keemilisele stabiilsusele on keraamilised materjalid muutunud 3D-printimises üsna populaarseks. Kuigi keraamilised materjalid on väga rabedad, muudab nende suur tugevus ja kulumiskindlus mõnes konkreetses kasutuses need asendamatuks. Näiteks valmistatakse lõiketööriistu, lihvimistööriistu ja kõrgtemperatuurseid-komponente, kasutades üsna ulatuslikult keraamilisi materjale, sealhulgas alumiiniumoksiidi ja räninitriidi.
3. Kaalutlused 3D-printimise materjalide valimisel
Valides 3D-printimismaterjale, mis on nii tugevad kui alumiinium, peame arvesse võtma mitmeid muutujaid, sealhulgas materjali tugevust, tihedust, korrosioonikindlust, töötlemisvõimet, hinda ja rakenduspiirkondi. Siin on mõned konkreetsed tegurid:
Autoriteet: Üks olulisemaid tegureid, mis 3D-printimise materjalide valimist suunab, on materjali tugevus. Tuleb valida sobiva tugevustasemega materjalid, mis sõltuvad konkreetsest kasutusvajadusest.
Tihedus: Kerget kaalu vajavate kasutuste puhul on materjali tihedus suur probleem. Kuigi nende madala tiheduse tõttu eelistatakse alumiiniumisulameid, võivad mõnel kasutamisel olla paremad valikud ka muud kerged materjalid, näiteks titaanisulamid või kõrge temperatuuriga sulamid.
Korrosioonikindlus: Tugeva korrosioonikindlusega materjalid on need, millest tuleb ehitada märgade või söövitavate tingimuste jaoks mõeldud komponendid. Selles mõttes on metalltoodetel, sealhulgas titaanisulamid ja roostevaba teras, eelised.
Töötlemise jõudlus: töötlemise jõudlus ja printimisomadused on 3D-printimismaterjalide lõikes erinevad. Sobivad materjalid tuleb valida sõltuvalt konkreetsest 3D-printimise seadmest ja protsessi kriteeriumidest.
Kulud on 3D-printimismaterjalide valimisel ülioluline kaalutlus, millest ei saa mööda vaadata. Kõige kuluefektiivsema-materjali valimiseks peame põhjalikult läbi mõtlema kõik elemendid, sealhulgas materjalikulud, printimiskulud ja hilisemad töötlemiskulud.
Kasutusvaldkond: erinevad rakenduskohad nõuavad erinevaid 3D-printimismaterjalide vajadusi. Näiteks kui meditsiinitöötajad rõhutavad materjalide biosobivust ja korrosioonikindlust, siis kosmosetööstuses on materjalide tugevuse ja kerge{2}}kaalu järele suured vajadused.
https://www.hiina-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-titanium-bike-handlebars.html