Kaip pasirinkti tinkamą metalą 3D spausdinimo projektui

Neseniai vienas inžinierius pateikė pirmąjį metalo 3D spausdinimo užsakymą ir medžiagų lauke tiesiog parašė „nerūdijantis plienas“. Atvežtos dalys turėjo 30% viršsvorio ir nepavyko surinkti patvirtinimo. Jie turėjo naudoti aliuminį.

Kitas klientas medicinos prietaiso prototipui pasirinko pigiausią aliuminio lydinį. Mėginiai buvo atmesti, nes jiems trūko reikiamų biologinio suderinamumo sertifikatų.

Gamybos priedų pasaulyje pasirinkimas netinkamos medžiagos ne tik padidina sąskaitą faktūrą,{0}} tai kainuoja kelias savaites trunkantį laiką ir projekto patikimumą. Sėkmė nėra „stipriausio“ metalo radimas; kalbama apie medžiagos savybių suderinimą su detalės aplinka.

Kodėl medžiagų pasirinkimas yra jūsų didžiausias{0}}IG sprendimas

Dauguma esminių klaidų kyla dėl „pasenusio dizaino mąstymo“-parinkus metalą, nes jis tinkamas CNC apdirbimui. Tačiau 3D spausdinimo atveju nuo medžiagos pasirinkimo priklauso visa gamybos ekosistema: spausdinimo procesas, reikalingos atraminės struktūros ir tolesnio apdorojimo intensyvumas.

Pramonės duomenys rodo, kad beveik 35 % metalo AM perdirbimo sukelia medžiagų neatitikimas. Kai užsiimi aTitano metalo 3D spausdinimo paslauga, pavyzdžiui, perkate ne tik metalą; įsipareigojate laikytis konkretaus šiluminio valdymo ir įtampos mažinimo{0}}ciklo, kuris gali padvigubinti išlaidas, jei medžiaga nėra griežtai būtina.

Keturi klausimai, kuriuos turėtų užduoti kiekvienas inžinierius:

Pagrindinė funkcija: ar jai reikalingas didelis atsparumas tempimui, ar šilumos laidumas yra prioritetas?

Darbo aplinka: ar jis susidurs su korozinėmis cheminėmis medžiagomis, ekstremalia vibracija ar aukštesne nei 500 laipsnių temperatūra?

Teisės aktų reikalavimai: ar tam reikalingas FDA{0}}suderinamumas ar aviacijos{1}}laipsnio atsekamumas?

„Paslėptas“ biudžetas: ar atsižvelgėte į tolesnį{0}apdirbimą (HIP, CNC apdailą ar anodavimą)?

Medžiagos atrankos sprendimų matrica

Kad padėtumėte subalansuoti našumą ir išlaidas, naudokite šią matricą kaip atskaitos tašką.

1. Nerūdijantis plienas: universalus darbinis arkliukas

Nerūdijantis plienas (316L ir 17-4PH) sudaro maždaug 35 % visų sunaudojamų metalo miltelių. Tai yra „numatytasis“ dėl priežasties: jis nuspėjamas ir ekonomiškas.

316L („The Marine/Medical Choice“): puikus atsparumas korozijai ir didelis lankstumas. Idealiai tinka maisto perdirbimui ir chirurginiams įrankiams.

17-4PH (stiprumo pasirinkimas): gali būti termiškai apdorotas iki žymiai didesnio kietumo.

Patarimas dėl išlaidų: naudokite 316 l kaip „1x“ išlaidų bazinę liniją. Jei jūsų daliai nereikia itin sutaupyti svorio arba atsparumo 600 laipsnių + karščiui, tai yra ekonomiškiausias pasirinkimas.

2. Aliuminis: lengvas greitis

Kai projektų vadovai nagrinėja3D metalo spausdinimas iš aliuminio, jie paprastai siekia dviejų dalykų: svorio mažinimo ir šilumos išsklaidymo.

AlSi10Mg: pramonės standartas. Jis yra 66 % lengvesnis už plieną ir pasižymi puikiomis šiluminėmis savybėmis šilumos kriauklėms ir drono komponentams.

Paslėptas apribojimas: aliuminio temperatūra yra palyginti žema (žemesnė nei 250 laipsnių). Taip pat reikalingas kruopštus atramos dizainas dėl didelio šiluminio plėtimosi spausdinant.

Pastaba po-apdorojimo: skirtingai nei titanas, aliuminį lengva apdirbti CNC ir jį galima anoduoti, kad būtų atsparus dilimui.

3. Titanas: aukščiausios kokybės pasirinkimas

Profesionalios titano metalo 3D spausdinimo paslaugos naudojimas dažnai yra vienintelis aerokosminių ir medicininių implantų projektų kelias.

Ti-6Al-4V (5 klasė): siūlo geriausią galimą stiprumo ir svorio santykį.

23 laipsnis (ELI): „Ypač žemo tarpinio puslapio“ versija, skirta specialiai medicininiams implantams, kai atsparumas nuovargiui yra gyvybiškai svarbus.

Biudžeto realybė: titanas paprastai yra 3–5 kartus didesnis už nerūdijančio plieno kainą. Kaina yra ne tik milteliai; tai vakuuminės-kameros spausdinimo aplinkoje ir privalomuose įtempių-mažinimo vakuuminės krosnies cikluose.

4. Varis: laidumo specialistas

Istoriškai3D spausdinimas variobuvo sunku dėl metalo atspindžio. Šiandien, naudojant pažangią lazerinę technologiją ir CuCr1Zr lydinius, tai yra didelio našumo

Profesionalų patarimas: grynas varis yra laidiausias, bet sunkiausiai spausdinamas. „CuCr1Zr“ siūlo 90 % „laidumo- ir -stiprumo“ saldžiąją vietą, kuri yra daug patikimesnė pramoniniam naudojimui.

Techniniai palyginimo duomenys

Dažni medžiagų trūkumai{0}}Ir kaip jų išvengti

1. Klaida „CNC Copy{1}}Paste“.

Nesirinkite 6061 aliuminio vien todėl, kad jį naudojo jūsų CNC dalis. 3D spausdinimo standartas yra AlSi10Mg. Perėjus prie ne{5}standartinių lydinių, kad būtų „pažįstama“, išlaidos dažnai padidėja 400 % dėl specializuoto miltelių tiekimo.

2. Nepastebimas „Paramos mokesčio“

Kietoms medžiagoms, tokioms kaip Inconel ar Titanium, reikia masyvių atraminių konstrukcijų, kad būtų išvengta deformacijų. Pašalinus šias atramas rankiniu būdu, padidėja darbo sąnaudos. Jei dizainas yra sudėtingas, „atlaidesnė“ medžiaga, tokia kaip 316L, galiausiai gali būti pigesnė.

3. Paviršiaus kietumo nepaisymas

Aliuminis yra lengvas, bet minkštas. Jei naudojate daug-dėvėjimo, turite atsižvelgti į kietojo-anodavimo kainą arba pereiti prie įrankių plieno arba CoCr lydinio.

Susisiekite dabar

Nėra „tobulo“ metalo-tik tinkamas metalas jūsų konkrečiam svorio, stiprumo ir piniginės{1}}kompensavimui. Anksti nustatę aplinkos apribojimus ir po{3}}perdirbimo poreikius, galite išvengti „30 % antsvorio“ arba „biologinio suderinamumo gedimo“, kurie išmuša iš vėžių projektus.

Pasiruošę optimizuoti kitą savo kūrinį? Nesvarbu, ar jums reikia specializuotos titano metalo 3D spausdinimo paslaugos, skirtos aviacijai, ar didelio{1}}laidumo 3D spausdinimo vario elektronikai, mūsų inžinierių komanda gali palyginti išlaidas ir našumą.