Mis vahe on pulbri metallurgia materjalidel ja 3D -printimismaterjalidel?

1, protsessi põhimõte: peamine erinevus mõtlemise ja mõtlemise vahel, mis võtab ära
Pulbri metallurgia: pulbri metallurgia on viis metallpulbrite valmistamiseks või metallipulbrite (või metalli segude ja mitte- metallipulbrite kasutamiseks) toorainetena. See hõlmab pulbrite kujundamist ja paagutamist metallmaterjalide, komposiitmaterjalide ja laia tootevaliku valmistamiseks. Selle peamine osa on materjalide kujundamine kolmes etapis: pulbrite ühendamine, nende vajutamine ja paagutamine. Pulbri metallurgia tehnoloogia muudab nikli - põhineb kõrgel - temperatuurisulamipulbrit, seda pihustades. Näiteks valmistab see õhusõidukite mootorite turbiinkettaid. See on külm isostaatiline pressitud, seejärel paagutatud ja tihendatud vaakumis 1200 kraadi juures ning lõpuks kuum isostaatiline pressitud, et vabaneda sisemistest vigadest. Pulbri pre - segamine lahendab komponentide segregatsiooni probleemi traditsioonilises valamisel, muutes sulami elementide jaotuse enam kui 90% ühtlasemaks.
3D -printimine: 3D -printimine kasutab lisaainete tootmismeetodit, mis ehitab asju kihi järgi. Näiteks toimib niimoodi laserivalikuline sulamistehnoloogia: esiteks viilutatakse 3D -mudel; Seejärel paneb pulbrirullile alla 0,05 mm paksuse metallipulbri kiht; Seejärel sulab kõrge - energialaserkiire selektiivselt pulbri piki seatud rada; Ja lõpuks on see osa kihi kaupa üles ehitatud. See tehnoloogia saab tavapärase töötlemise probleemidest üle, mis muudab tööriistade juurde jõudmise raskeks. See võib muuta ka keerukaid omadusi nagu võrestruktuurid ja konformaalsed jahutuskanalid, mida traditsioonilised meetodid ei saa. Teatud ettevõte, mis teeb lennundusmootorid, kasutab Bensiini pihustite valmistamiseks SLM -tehnoloogiat. See ühendab 20 eraldi elementi üheks, muutes otsiku 40% kergemaks ja 15% kütusesäästlikumaks.
2, materiaalsed omadused: mäng homogeensuse kontrollimise ja gradientide kujundamise vahel
Millised on pulbri metallurgia materjalid:
Kompositsiooni ühtlus: pulbri metallurgia kasutab mikroskaalal sulami elementide ühtlaseks levitamiseks mehaanilist legeerimise või gaasi pihustamise pulbri valmistamise tehnoloogiaid. Näiteks FGH96 pulbris metallurgia kõrge - temperatuurisulamist hoitakse faasi tugevdavate osakeste suurust alla 50 nm ja jaotustiheduse dispersioon on väiksem kui 5%. See homogeensus võimaldab tal hoida konstantset tugevust 1200MPa ka siis, kui temperatuur on kõrge, 650 kraadi.
Poorsuse kontrollitavus: muutes paagutamise temperatuuri ja pressimisrõhku, võivad pulbri metallurgia materjalid poorsuse taset täpselt kontrollida vahemikus 5–15%. Konkreetne autopidur valmistaja tegi vase - põhineva pulbri metallurgia hõõrdeplaadi, millel oli 30% poorsusega. See muudab õli määrimisvõime kolm korda rohkem ja hõõrdeteguri stabiilsus 40% paremaks.
Materjalide komposiitide painduvus: pulbri metallurgia võib valmistada erinevate materjalide komposiite, näiteks metallkeraamilisi ja metallist süsinikkiudu. Näiteks lisab Al2O3 dispersiooniga tugevdatud vasest sulam 2% nano - suurusega Al2O3 osakesed vask maatriksisse, kasutades sisemist oksüdatsiooniprotsessi. See hoiab juhtivust 85% IACS -il ja tõstab pehmenemistemperatuuri 300 kraadilt 900 kraadi.
Mõned asjad 3D -printimismaterjalide kohta on:
Kiire tahkestumise struktuur: 3D -printimisprotsessi ajal jahtub materjali kiirusega 106–108 kraadi /s, mis muudab selle moodustama ultrafineid või isegi amorfse kuju. Uurimisinstituut, mis muutis 316L roostevabast terasest SLM -tehnoloogiat, muutis tera suuruse 100 μm -lt tüüpilisel võltsingul alla 1 μm. See pani tõmbetugevuse tõusma 30%, kuid pikenemine langes 15%.
Gradiendifunktsiooni kujundamine: 3D -printimine võib muuta materjalide koostist ja omadusi gradiendil, muutes parameetreid nagu laservõimsus ja skaneerimiskiirus. Biomeditsiiniettevõte tootis TI6AL4V HA gradiendi implantaadi, mis moduleerib hüdroksüapatiidi kogust 60% -lt 0% -ni pinnast südamikuni. See kiirendab luu integreerimist kaks korda.
Jääkpinge kontrollimine: 3D -printimise ajal koguneb termiline pinge, mis võib osi hõlpsalt lõigata. Teatud õhusõidukite mootori labade valmistav ettevõte kasutab substraadi eelsoojendamist 200 -kraadisesse ja stressi vabastamiseks kuumtöötluse protseduuri, et hoida TC4 titaansulamist labasid 3mm -st 0,5 mm piires.
3, rakenduse olukord: erinevus asjade partiide tegemise ja tellimise tegemise vahel
Pulbri metallurgia eelised:
Standardiseeritud tootmine suures mahus: Pulbri metallurgiavormid on parim valik autoosade valmistamiseks, kuna need jagavad kulusid. Pulbri metallurgiatehnika valmistab kogu maailmas enam kui 200 miljonit nukkvõlli ajastusvarustust. See vähendab iga tüki maksumust 40% võrreldes sepistamise tehnoloogiaga.
Osad, mis on väga täpsed ja kulumiskindlad: pulbri metallurgia paagutamise viimistlusprotseduur võib saavutada IT7 taseme mõõtmete täpsuse. Konkreetne käigukasti valmistaja tegi vase - põhineva pulbri metallurgia sünkroonse käigukasti rõnga, mille stabiilne hõõrdekoefitsient on 0,12-0,15 pärast väävlistamisega töödeldud. Seda võib kasutada 800 000 korda.
Funktsionaalsed materjalid: pulbri metallurgia on ainus viis funktsionaalsete osade nagu magnetiliste ja poorsete materjalide valmistamiseks. Tuumaenergiaettevõte koostas Zr Sn NB sulami poorse filtriplaadi, millel on 30% poorsuse kujundus, mis võimaldab tal püüda osakesi nii väikeseks kui 0,5 μm. Seda kasutatakse tuumareaktori jahutusvedeliku puhastussüsteemis.
Suur samm edasi 3D -printimisel:
Kerge topoloogiline struktuur: 3D -printimine paneb struktuurilise optimeerimise ideeks olema millekski, mis tegelikult juhtub. Kasutades topoloogia optimeerimist ja 3D -printimist, tootis satelliittegija alumiiniumsulamist sulgu, mis on vana disainist 65% kergem (2,3 kg) ja vastab jäikuse kriteeriumidele.
3D -printimine võib muuta konformaalsed jahutuskanalid, mida standardsed puurimismeetodid ei saa. Selle põhjuseks on asjaolu, et sisekanalite disain on väga keeruline. Spetsiifiline hallitussettevõte valmistas sissepritsevormi, millel on 3D -printimist kasutades spiraalne jahutuskanal. See vähendab jahutusaega 45 sekundilt 28 sekundini ja suurendab tootmise efektiivsust 38%.
3D -printimine muudab teostatavaks meditsiiniliste implantaatide valmistamise, mis on valmistatud ainult iga patsiendi jaoks. Üks ortopeediline rajatis kasutab atsetakulaarsete tasside valmistamiseks elektronkiire sulamise (EBM) tehnoloogiat. Seejärel kasutavad nad patsiendi vaagnamudeli taastamiseks CT -andmeid, nii et see sobib ideaalselt luuvoodiga. Kolm aastat pärast operatsiooni on lõdvenemise määr alla 0,5%.