Metal füzyon olarak da bilinen 3D metal baskısı, son birkaç yılda uçak endüstrisi, medikal, inşaat ve otomotiv sektörlerinde benzersiz avantajları ve kolaylıklarıyla yeni pazarlara imza attı. Halen 3D baskı metal teknolojisi hızlı ve nispeten ucuzdur, ayrıca büyük yapılar oluşturmak için de kullanılabilir. Baskı teknolojisi ağırlıklı olarak seçici lazer sinterleme (SLS), elektron ışını füzyonu (EBM), seçici lazer füzyonu (SLM) ve lazerle şekillendirilmiş net şekillendirme (LENS) içerir. SLM, çeşitli metal tozunu eritebilen yüksek enerjili bir lazer kaynağı kullanır, en yaygın kullanılan yöntemdir. Genel olarak yerli ve yabancı 3D yazıcılar için kullanılan metal tozu şunlardır: Takım çeliği, Martensitik çelik, Paslanmaz çelik, Saf titanyum ve titanyum alaşımı, Alüminyum alaşımı, Nikel baz alaşımı, Bakır baz alaşımı, Kobalt-krom alaşımı vb.
PASLANMAZ ÇELİK
Paslanmaz çelik İyi kimyasal direnci, yüksek sıcaklık direnci ve iyi mekanik özellikleri nedeniyle 3D metal baskıda kullanılan ilk malzemedir. Şu anda, metal 3D baskıda uygulanan başlıca üç çeşit paslanmaz çelik vardır: Östenit paslanmaz çelik 316L, Martensit paslanmaz çelik 15-5PH ve Martensit paslanmaz çelik 17-4PH.
Yüksek mukavemet ve korozyon direncine sahip 316L Austenitic paslanmaz çelik, geniş bir sıcaklık aralığında düşük sıcaklığa düşürülebilir. Havacılık ve petrokimya ile gıda işleme ve tıbbi tedavi gibi çeşitli mühendislik uygulamalarında uygulanır.
15-5PH Martensitik yaşlanma (çökelmiş sertleşme) paslanmaz çelik olarak da bilinen martensitik paslanmaz çelik, yüksek mukavemete, iyi tokluğa ve korozyon direncine sahiptir, ferrit içermeyen çeliğin bir başka sertleşmesidir. Şu anda, havacılık, petrokimya, kimya, gıda işleme, kağıt ve metal işleme endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
17-4 PH X, 315 ℃ altında yüksek mukavemete ve yüksek tokluğa sahip olan ve korozyona karşı güçlü bir direnç gösteren ve lazer işleme durumu olarak mükemmel sünekliği sağlayabilen martensitik paslanmaz çelik.
TİTANYUM ALAŞIMI
Titanyum alaşımları, yüksek sıcaklık dayanımı, yüksek korozyon direnci, yüksek mukavemet, düşük yoğunluk ve biyouyumluluk özellikleri nedeniyle havacılık, kimya sanayi, nükleer sanayi, spor malzemeleri ve tıbbi cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Titanyum alaşım parçaları, F14, F15, F117, B2 ve F22 askeri uçakları gibi yüksek teknoloji alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir Boeing 747 uçağında kullanılan titanyum oranı sırasıyla 24%, 27%, 25%, 26% ve 42% 'dir. Bununla birlikte, büyük titanyum alaşımı parçaları üretmek için geleneksel dövme ve döküm yöntemleri, yüksek maliyet, karmaşık süreç, düşük malzeme kullanım oranı ve daha geniş bir uygulamayı engelleyen zor takip işlemi gibi birçok dezavantaja sahiptir. Metal 3D baskı teknolojisi bu problemleri kökten çözebilir, bu nedenle son yıllarda titanyum alaşımlı parçaların doğrudan üretilmesi için yeni bir teknoloji haline gelmiştir.
TiAl6V4 (Gr5) SLM3D baskı üretiminde kullanılan ilk alaşımlıdır. Bununla birlikte, zayıf plastik kesme deformasyon direnci ve titanyumun aşınma direnci, yüksek sıcaklık, korozyon ve aşınma direnci koşulları altında kullanımını sınırlandırmaktadır. Bu nedenle, Re ve Ni titanyum alaşımlarına dahil edilir ve 3D baskılı Re-bazlı kompozit sprinkler, aero-motorun yanma odasına başarıyla uygulanmıştır ve çalışma sıcaklığı% 2200'e ulaşabilir.
KOBALT
H13 sıcak iş takım çeliği bunlardan biridir. Takım çelikleri Mükemmel sertlik, aşınma direnci, deformasyon direnci ve yüksek sıcaklıklarda kesme kenarlarını koruma kabiliyeti nedeniyle endüstriyel parçalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Martensit 300'i marangoz çelik olarak da bilinen bir örnek olarak ele alan martensitik çelikler, yaşlanma sırasında yüksek mukavemet, dayanıklılık ve boyutsal stabiliteleriyle dikkat çekmektedir. Yüksek sertlik ve aşınma direncinden dolayı, Martensite 300, enjeksiyon kalıpları, hafif metal alaşımlı döküm, damgalama ve ekstrüzyon gibi birçok kalıp uygulaması için uygundur ve aynı zamanda havacılık, yüksek mukavemetli gövde parçaları ve yarış arabası parçalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
ALÜMİNYUM ALAŞIM
Alüminyum alaşımları mükemmel fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklere sahiptir ve birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, alüminyum alaşımlarının özellikleri (kolay oksidasyon, yüksek yansıma ve termal iletkenlik gibi), seçici lazer füzyon üretiminin zorluklarını arttırmaktadır. Alüminyum alaşımları basarken SLM işleminde oksidasyon, artık stres, boşluk kusurları ve yoğunlaşma gibi bazı problemler vardır. Bu sorunlar atmosferi sıkı bir şekilde koruyarak, lazer gücünü artırarak ve süpürme hızını azaltarak geliştirilebilir. Şu anda, SLM, alüminyum alaşım malzemelerini esas olarak AlSi12 ve AlSi10Mg gibi Al-Si-Mg serisi alaşımları basmaktadır. Alüminyum-silikon 12, iyi termal performansa sahip hafif bir katkı maddesi metal tozudur. Isı eşanjörleri veya diğer otomobil parçaları gibi ince duvar parçalarına uygulanabilir. Ayrıca, havacılık ve havacılık endüstrisinin prototip ve üretim parçalarına da uygulanabilir. Silikon ve magnezyumun eklenmesi, alüminyum alaşımın daha fazla mukavemet ve sertlik kazandırır, bu da özellikle iyi termal durumunda ince duvar ve karmaşık geometrik parçalara uygun hale getirir. performans ve düşük ağırlık.
MAGNEZYUM ALAŞIMI
En hafif yapısal alaşım olan magnezyum alaşımı, özel yüksek mukavemet ve sönümleme özelliklerinden dolayı birçok uygulama alanında çelik ve alüminyum alaşımını değiştirme imkanına sahiptir. Örneğin, otomotiv ve uçak bileşenlerinde magnezyum alaşımlarının hafif uygulamaları yakıt kullanımını ve egzoz emisyonlarını azaltabilir. Mg alaşımı, düşük Young modülü ve insan kemiği gücüne yakın mükemmel in-situ bozunma ve biyouyumluluğa sahiptir. Cerrahi implantasyonda geleneksel alaşımdan daha fazla uygulama alanına sahiptir.
YÜKSEK SICAKLIK ALAŞIMI
Yüksek sıcaklık alaşımı, ütüyle demir, nikel ve kobalt içeren ve hala 600 ℃ veya üzeri yüksek sıcaklıkta ve stres ortamında uzun süreli çalışabilen süper çelik alaşımı ifade eder. Yüksek sıcaklık mukavemeti, korozyon direncine ve oksidasyon direncine ve iyi plastisite ve tokluğa karşı iyi dirence sahiptir. Şu anda, alaşımlar kabaca üç kategoriye ayrılabilir: Fe bazlı alaşım, nikel bazlı alaşım ve kobalt alaşımı.
Superalloy ağırlıklı olarak yüksek performanslı motorlarda kullanılır. Modern ileri aero motorlarda, süperalaşım malzemesi kullanımı toplam motor kütlesinin 40% ~ 60% 'ını hesaplar. Modern yüksek performanslı aero motorların geliştirilmesi, daha yüksek sıcaklık ve süperalaşım performansı gerektirir. Geleneksel metalurjik ingot işlemleri, soğutmada yavaştır, bazı elementler ve ikinci faz ayrımı külçe olarak ciddidir. 3D baskı, nikel alaşımlı şekillendirmede teknik darboğazı çözmek için yeni bir yöntemdir.
Sonuç olarak, Inconel 625 denizcilik uygulamalarında ve petrol ve gaz üretiminde kullanılan metal parçalarda sıklıkla kullanılmaktadır. Inconel 718 625'in bir yaş sertleştirilmiş sürümüdür. 718 iyi korozyon direnci ve ısı direnci, esneme, yorulma ve sürünme özellikleri olan ve uçak türbin motorları ve kara tabanlı türbinler gibi çeşitli üst uç uygulamalar için uygun olan nikel bazlı bir alaşımdır. Inconel 718 alaşımı en eski kullanılan nikel bazlı süperalaşımdır ve aynı zamanda şu anda aero motorun en çok kullanılan alaşımıdır.
Kobalt-krom alaşımı yüksek mukavemete, güçlü korozyon direncine, iyi biyouyumluluğa ve manyetik olmayan özelliklere sahiptir. Esas olarak alaşımlı yapay eklemler, diz eklemleri ve kalça eklemleri dahil olmak üzere cerrahi implantlarda kullanılır ve ayrıca motor parçaları, moda ve mücevher endüstrilerinde de kullanılabilir.
3D baskı teknolojisinin 1990'lerde ortaya çıkmasından bu yana, ilk polimer malzemelerden metal tozuna kadar birçok yeni teknoloji, yeni ekipman ve yeni materyaller geliştirilmiş ve uygulanmıştır. Endüstriyel 3D baskıya uygun çok çeşitli metal malzemeler vardır, ancak sadece birkaç belirli toz materyali endüstriyel üretim gereksinimlerini karşılayabilir. Metal tozu 3D baskı teknolojisi şu anda bazı başarılar elde etmesine rağmen, malzeme hala en büyük faktördür ve 3D baskı malzemelerinde daha yüksek gereksinimler vardır. Bu nedenle, 3D baskı teknolojisinin metal tozunun geliştirilmesinin hala uzun bir yolu vardır.