ผงอลูมิเนียมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ผงอลูมิเนียมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบหลักโลหะสำหรับการผลิตสารเติมแต่งแบบฟิวชั่นแบบผงในตลาดการบินและอวกาศยานยนต์และตลาดอุตสาหกรรมทั่วไป คู่มือนี้ทบทวนเกรดอลูมิเนียมข้อกำหนดของผงการพิจารณากระบวนการพิมพ์วิธีการเผาคุณสมบัติเชิงกลการโพสต์การประมวลผลส่วนประกอบที่ใช้งานได้และอื่น ๆ รอบ ๆ การใช้ประโยชน์จากผงอลูมิเนียมในผงเลเซอร์

ผงอลูมิเนียมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ภาพรวม

อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงของอลูมิเนียมความต้านทานการกัดกร่อนลักษณะความร้อนและคุณสมบัติเชิงกลทำให้เป็นวัสดุทางวิศวกรรมที่ต้องการอย่างกว้างขวาง การแปลงแท่งจุ่มเป็นปัจจัยฟอร์มผงอะตอมช่วยให้การผลิตสารเติมแต่งปลดล็อค:

• การมีน้ำหนักเบา – ลดมวลส่วนประกอบสำหรับการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงในยานพาหนะและเครื่องบิน
• การรวมส่วน – แอสเซมบลีที่พิมพ์อเนกประสงค์ที่พิมพ์รวมส่วนประกอบการโต้ตอบ
• อัลลอยด์แบบกำหนดเอง – Adapt Chemistry คัดเลือกพื้นที่ที่พิมพ์ออกมาตามตำแหน่ง
• การปรับแต่งจำนวนมาก – สินค้าคงคลังดิจิตอลและการพิมพ์อัตโนมัติเปิดใช้งานการผสมผสานผลิตภัณฑ์สูง

การเลือกเกรดอัลลอยอลูมิเนียมที่เหมาะสมและการโทรพารามิเตอร์กระบวนการพิมพ์เลเซอร์ที่เกี่ยวข้องนั้นช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากประโยชน์การผลิตสารเติมแต่งในขณะที่ช่วยลดข้อบกพร่องในการประมวลผลผ่านวัตถุดิบผงคุณภาพ

ชนิดผงอลูมิเนียมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ระบบโลหะผสม – Metal 3D Printing Leverages 2000, 5000, 6000 และ 7000 เกรดการปรับแต่งลักษณะทางกล

องค์ประกอบการผสมหลัก – แมกนีเซียม, ซิลิคอน, สังกะสี, ทองแดง, แมงกานีส, โครเมียม, เซอร์โคเนียมใช้อย่างแปลกประหลาดหรือในการรวมคุณสมบัติปรับคุณสมบัติ

สายพันธุ์พิเศษ – Scandium, Cerium, Silver, Lithium ฯลฯ เพิ่มแอพพลิเคชั่นเฉพาะที่เปิดใช้งานเช่นสินค้ากีฬาที่ต้องการความแข็งแรงของการรวมกันความเหนียวและพฤติกรรมการกัดกร่อนที่ได้รับการปรับแต่งโดยองค์ประกอบเพิ่มเติมที่ปรับแต่งได้ยาก

ตัวอย่างองค์ประกอบโลหะผสม

ตารางที่ 1. ตัวอย่างอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ปรับให้เข้ากับการใช้วัตถุดิบแบบผงละเอียดมักใช้ประโยชน์จากแมกนีเซียม, ซิลิคอน, ทองแดง, แมงกานีส, โครเมียมและสังกะสีรวมกัน

วิธีการผลิตและลักษณะของผงอลูมิเนียม

การทำให้เป็นละออง – การทำให้อะตอมของก๊าซเฉื่อยเป่าอลูมิเนียมหลอมเหลวลงในผงทรงกลมที่มีการกระจายขนาดอนุภาคควบคุมส่วนใหญ่ปราศจากการปนเปื้อนเหมาะกับการใช้เตียงผง

ตารางที่ 2. วิธีการผลิตลักษณะการผลักดันการยอมรับการยอมรับเกี่ยวกับการจัดหาผงพิมพ์อลูมิเนียม

การควบคุมรูปร่างของอนุภาคและเคมีความสอดคล้องแบบแบทช์ต่อแบทช์เพิ่มความน่าเชื่อถือส่วนสุดท้าย – คุณลักษณะที่มีมูลค่าสูงกว่าต้นทุนผงที่สูงขึ้นในขั้นต้น แต่จางหายไปเมื่อเทียบกับการลดเวลา/ค่าใช้จ่ายหลังการประมวลผลไม่จำเป็นต้องมีการตกแต่งพื้นผิวอย่างกว้างขวาง

มาตรฐานสเปคสำหรับผงพิมพ์อลูมิเนียม

ตารางที่ 3. รายละเอียดชั้นนำที่เปิดใช้งานการประกันคุณภาพในการพิมพ์อลูมิเนียมผงพิมพ์

การตรวจสอบขอบเขตการรับรองทำให้มั่นใจได้ว่ามาตรฐานครอบคลุมหน้าต่างองค์ประกอบที่ได้รับคำสั่งอย่างถูกต้องลักษณะผงที่ยอมรับได้เช่นอัตราการไหลของฮอลล์และระดับความบริสุทธิ์ทางเคมีที่ตรงกับความสามารถในการทำให้เป็นละอองและข้อกำหนดกระบวนการผลิตที่ตามมา

การพิจารณากระบวนการพิมพ์ 3 มิติสำหรับผงอลูมิเนียม

ฟิวชั่นเตียงผงเลเซอร์ – การเลือกเลเซอร์เลเซอร์ละลายอลูมิเนียมใช้ CO2 สแกน 400W-1kW หรือเลเซอร์ไฟเบอร์เลเซอร์ในพื้นที่หนา30-100μm

ตารางที่ 4. การปรับค่าพารามิเตอร์อินพุตพลังงานของเครื่อง SLM ทำให้เกิดการหลอมเหลวหนาแน่นเมื่อเทียบกับความร้อนส่วนเกินซึ่งก่อให้เกิดความเครียดที่เหลืออยู่สูงและการแตกร้าว

ลดข้อบกพร่องในการสร้าง – การบรรเทาข้อบกพร่องเช่นความพรุนความเสี่ยงการแตกร้าวและการบิดเบือนต้องใช้พารามิเตอร์เลเซอร์ที่เหมาะสมที่สุดคุณภาพของผงสร้างรูปทรงเรขาคณิตการจัดการความร้อนและหลังการประมวลผล

ใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของโลหะผสม – การปรับการรวมกันของซิลิกอนแมกนีเซียมและทองแดงจะจัดการกับพฤติกรรมการหลอมละลายลักษณะความร้อนและโครงสร้างจุลภาคที่ทำให้แข็งตัวของการจัดการการทำงานที่เกิดขึ้น

คุณสมบัติทางกลของผงอลูมิเนียม

เป็นคุณสมบัติที่พิมพ์ออกมา – บรรลุจุดแข็งของโลหะผสม 30-60% เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของการแข็งตัวอย่างรวดเร็วมีสมาธิข้อบกพร่องโดยไม่ต้องใช้การรักษาด้วยเครื่องจักรกลในการทำงานในโลหะผสม

การโพสต์ – การรักษาด้วยความร้อนการกดแบบ isostatic ร้อนและการทำงานของเครื่องจักรเย็นช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงกลจาก 60% ถึง 95% ของการเทียบเท่า Cast เนื่องจากความเหนื่อยล้ารอบสูง

ตารางที่ 5. การเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกลของอลูมิเนียมที่ได้รับการพิมพ์โดยทั่วไปเมื่อเทียบกับเป้าหมายทางกลของอะลูมิเนียม

การรับรู้คุณสมบัติเต็มรูปแบบขึ้นอยู่กับรูขุมขนที่เกิดจากกระบวนการที่เกิดจากกระบวนการและการลดข้อบกพร่องรวมถึงการแก้แค้นการสะสมความเครียดที่ตกค้างจากการแก้แค้นจากการละลายของพูลที่ไม่ได้รับการแก้ไข

วิธีการโพสต์การประมวลผลสำหรับชิ้นส่วนที่พิมพ์อลูมิเนียม

การบรรเทาความเครียด – การหลอมต่ำอุณหภูมิต่ำช่วยลดความเครียดที่เหลืออยู่หลีกเลี่ยงการบิดเบือนโดยไม่ทำให้การเสริมสร้างความเข้มข้น

สะโพก – การกดไอโซสเตอร์ร้อนโดยใช้ก๊าซอาร์กอนแรงดันสูงที่อุณหภูมิสูงยุบช่องว่างภายในช่วยเพิ่มความต้านทานต่อความเหนื่อยล้า

การทำงานเย็น – การเผาไหม้, shot peening หรือการรักษาพื้นผิวเชิงกลอื่น ๆ ติดตั้งความเค้นแรงอัดล่าช้าการก่อตัวของรอยแตกโดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งสำคัญสำหรับส่วนประกอบที่โหลดเมื่อยล้า

การตัดเฉือน – CNC Milling หรือ Turning รักษาความแม่นยำของมิติและการควบคุมความขรุขระของพื้นผิวไม่น่าจะทำได้โดยตรงจากการผลิตสารเติมแต่งก่อนการรักษาด้วยเครื่องจักรกลหรือความร้อนขั้นสุดท้าย

การเคลือบ – HVOF หรือ ARC ความร้อนสเปรย์แม้ว่าการเคลือบการแพร่กระจายความแข็งสูงเช่นโครเมี่ยมหรืออลูมิการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ/การกัดกร่อนที่ไม่มีใครเทียบได้จากรูปแบบผลิตภัณฑ์ที่ดัดใด ๆ

การทดสอบคุณภาพ – เอกซ์เรย์เอ็กซ์เรย์, การสแกน CT และการวิเคราะห์ภาพวัดปริมาณการแจกแจงข้อบกพร่องปริมาตรเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

การรวมกันของกลยุทธ์การละลายแบบบูรณาการรวมถึงการประมวลผลทุติยภูมิที่ได้รับการปรับแต่งให้ตระหนักถึงชิ้นส่วนที่พิมพ์ของอลูมิเนียมที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งเป็นคู่แข่งทางกลครั้งเดียวที่เป็นไปได้ผ่านทางเทคนิคการลบแบบดั้งเดิม

แอปพลิเคชันส่วนประกอบอลูมิเนียมที่พิมพ์ได้

การบินและอวกาศ

• อุปกรณ์เฟรมและซี่โครง – การปรับปรุงอัตราส่วนการซื้อต่อการบินใกล้กับการลดขยะ 100%
• airfoils และ blisks turbomachinery
• ถังน้ำมันเชื้อเพลิงแช่แข็งที่สอดคล้องกัน

เกี่ยวกับยานยนต์

• แชสซีลดจำนวนมากและลิงก์ช่วงล่าง
• ชุดที่อยู่อาศัยมอเตอร์รวม

ทางอุตสาหกรรม

• จิ๊กที่กำหนดเอง, ติดตั้ง, grippers และ end effectors
• เครื่องมือที่มีปริมาณต่ำเช่นแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกและการตาย
• เครื่องมือเส้นทางการไหลของการระบายความร้อนที่สอดคล้องกันช่วยเพิ่มผลผลิต

แอปพลิเคชัน ได้รับประโยชน์จากการปรับสมดุลโลหะผสมที่ปรับแต่งและปรับแต่งได้เรขาคณิตเชิงซ้อนที่ผลิตโดยเฉพาะโปรไฟล์ที่มีน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพหลังการประมวลผลช่วยเพิ่มความสามารถโดยไม่ซ้ำกันผ่านการประมวลผลฟิวชั่น Powell Bed จากผงอลูมิเนียม

ซัพพลายเออร์ที่เสนอผงการพิมพ์อลูมิเนียม

ตารางที่ 6. ผู้ขายที่โดดเด่นที่ให้บริการความจุผงอลูมิเนียมสินค้าคงคลังใช้ประโยชน์จากการทำให้เป็นอะตอมภายในหรือจัดหาโรงงานภายนอก

การประเมินความกว้างของซัพพลายเออร์ความกว้างในสายพันธุ์โลหะผสมที่ต้องการและภาระผูกพันที่มั่นใจได้ว่าการสร้างความสอดคล้องแบบแบทช์เป็นแบทช์ให้ความมั่นใจในการรักษาความปลอดภัยการพัฒนาหลายปีโดยไม่เสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์ที่ล้าสมัยชิ้นส่วนระดับกลางใด ๆ ในระหว่างแคมเปญการพิมพ์ที่ยาวนานขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงผง

ข้อควรพิจารณาราคาผงอลูมิเนียม

ตารางที่ 7. ปัจจัยช่องทางจัดหาที่มีอิทธิพลต่อการกำหนดราคาผงอลูมิเนียมสูงถึง 5-10x ขั้นพื้นฐานการกำหนดราคาสินค้าอลูมิเนียม

การพยากรณ์ปริมาณข้อกำหนดของปริมาณ 12-18 เดือนก่อนโครงการพิมพ์ที่สำคัญเสนอค่าใช้จ่ายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการลดแบทช์และค่าใช้จ่ายในการทดสอบที่มีคุณสมบัติ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ผงอลูมิเนียมกลับมาใช้ใหม่หรือไม่?

ตอบ: ใช่ผงประมวลผลได้ดีด้วยออกซิเจนเพียงเล็กน้อยและรถปิคอัพความชื้นที่ต้องการการตรวจสอบก่อนที่จะนำกลับมาใช้ใหม่กลายเป็นอันตราย

ถาม: อะไรเป็นสาเหตุของปัญหาความพรุนในชิ้นส่วนพิมพ์อลูมิเนียม?

ตอบ: รูขุมขนที่ติดอยู่กับการเก็บผงและการจัดการหรือขาดการระบายอากาศในระหว่างการหลอมละลายในระหว่างการหลอมรวมกันเป็นข้อบกพร่องที่ลดลง

ถาม: การรักษาด้วยความร้อนเป็นประโยชน์ต่อส่วนประกอบที่พิมพ์ของอลูมิเนียมหรือไม่?

ตอบ: ใช่การประมวลผลความร้อนที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมจะทำซ้ำอุณหภูมิที่เพิ่มความเหนียวและเพิ่มคุณสมบัติเชิงกลที่ไม่ซ้ำใครกับเส้นทางการแข็งตัวของการพิมพ์ที่ควบคุมได้

ถาม: อัลลอยอลูมิเนียมใดที่เหมาะที่สุดสำหรับสารเติมแต่งฟิวชั่นเตียงผงเลเซอร์?

A: Scalmalloy Powder – อลูมิเนียม, Scandium, อัลลอยเซอร์โคเนียมที่ได้รับการจดสิทธิบัตรโดย Apworks – ให้การรวมกันของความแข็งแรงและความต้านทานอุณหภูมิที่ไม่มีใครเทียบ

รู้กระบวนการพิมพ์ 3 มิติเพิ่มเติม