Nickel alloy powder for 3d printing

All You Need To Know About Nickel alloy powder for 3d printing

ประเภทสินค้า

Overview of Nickel Alloy Powder for 3D Printing

3D printing, also known as การผลิตสารเติมแต่ง, has revolutionized product design and manufacturing across industries like aerospace, automotive, medical, and consumer goods. Unlike traditional subtractive manufacturing which removes material, 3D printing builds up components layer-by-layer based on a digital 3D model.

One of the most popular technologies for metals 3D printing is powder bed fusion, where a thermal energy source selectively fuses regions of a powder bed. The unmatched design freedom, buy-to-fly ratio, and economic production of complex parts has driven huge adoption of powder bed technologies like การละลายเลเซอร์แบบเลือก (SLM), direct metal laser sintering (DMLS), and การละลายของลำแสงอิเล็กตรอน (EBM).

Nickel alloys are a versatile class of materials with properties like high strength, corrosion resistance, and heat resistance that make them ideal candidates for 3D printing. The most common nickel alloy powders used in powder bed fusion include Inconel superalloys, stainless steels, Hastelloys, Nimonics, Kovar, Invar, Monel, nickel-titanium alloys, and nickel-based superalloys.

Composition of Nickel Alloy Powders

Nickel alloys derive their properties from their elemental composition and microstructure. The nickel content varies from 2% to 99% for different alloys. Nickel imparts properties like corrosion resistance, oxidation resistance, and high-temperature strength. The alloying elements are added to enhance specific characteristics depending on the application.

Nickel Alloy Powder Compositions

Alloy Family	Nickel Content	องค์ประกอบการผสม
Inconel	30-80%	Cr, Mo, Nb, Ta, Al, Ti, Fe
สแตนเลส	2-20%	Cr, Mo, Mn, Si, C
Hastelloy	35-60%	Mo, Cr, W, Fe, Co
Nimonic	Over 50%	Cr, Ti, Al, Mo
Kovar	17%	Fe, Co, Mn, Si
Invar	36%	เฟ
Monel	Over 67%	Cu, Fe, Mn, Si, C
Nickel-titanium	55% Ni, 45% Ti	–
นิกเกิลซูเปอร์ลลอย	Over 50%	Cr, Co, Mo, W, Ta, Al, Ti, Nb

The chromium content in stainless steels and nickel superalloys improves oxidation and corrosion resistance. Molybdenum, tungsten, and tantalum enhance creep strength and high temperature mechanical properties. Iron in alloys like Kovar and Invar controls thermal expansion behavior. Aluminum, titanium, and niobium are added for precipitation hardening. Manganese improves hot ductility whereas carbon enhances strength and hardness. Silicon benefits fluidity and weldability.

Understanding how alloying influences microstructure formation and properties aids in selecting the optimal material for an application. Proper characterization and qualification of powder composition and quality is critical before printing mission-critical components.

Properties of Nickel Alloy Powders

The unique properties of nickel alloys printed from optimized powders enable their use across diverse applications and extreme environments. The table below summarizes the general properties for common alloy families.

Properties of Nickel Alloy Powder Families

Alloy Family	ความหนาแน่น	จุดหลอมเหลว	แรงดึง	การนำความร้อน	Thermal Expansion	ความต้านทานออกซิเดชัน	ความต้านทานการกัดกร่อน
Inconel	8.2-8.4 g/cc	1300-1450°C	750-1380 MPa	11-16 W/mK	12-16 μm/m°C	ยอดเยี่ยม	ยอดเยี่ยม
สแตนเลส	7.5-8.1 g/cc	1375-1500°C	450-1100 MPa	15-30 W/MK	10-18 μm/m°C	ดี	Good-Excellent
Hastelloy	8.1-9.2 g/cc	1260-1350°C	550-1000 MPa	6-22 W/mK	12-16 μm/m°C	Good-Excellent	ยอดเยี่ยม
Nimonic	8.1-8.7 g/cc	1260-1400°C	500-1200 MPa	10-30 w/mk	12-17 μm/m°C	ดี	ดี
Kovar	8.2 g/cc	1450°C	550 MPa	17 W/mK	5.9 μm/m°C	ยากจน	ยากจน
Invar	8 g/cc	1427°C	200-450 MPa	10.5 W/mK	1.2 μm/m°C	ยุติธรรม	ยุติธรรม
Monel	8.8 g/cc	1350-1370°C	550-950 MPa	21-48 W/mK	13-17 μm/m°C	ยุติธรรม	ยอดเยี่ยม
Nickel-titanium	6.4 g/cc	1240-1310°C	600-900 MPa	8-18 W/mK	11 μm/m°C	ยุติธรรม	ยอดเยี่ยม
นิกเกิลซูเปอร์ลลอย	8-9 g/cc	1260-1350°C	750-1400 MPa	11-61 W/mK	12.5-17 μm/m°C	Good-Excellent	Fair-Good

The high melting point of nickel alloys prevents part distortion or deformation during processing. Strength levels over a wide temperature range enable load-bearing structural applications. Controlled thermal expansion behavior allows precision components with tight tolerances. The excellent corrosion and oxidation resistance facilitates usage in harsh environments like marine, chemical, and oil and gas.

By tailoring the powder composition and process parameters, material properties can be optimized for the design requirements. However, the anisotropic nature of additive manufacturing can result in directionally dependent properties. Proper design and quality assurance is key to achieve desired performance.

Applications of Nickel Alloy Powders

The versatility of nickel alloys makes them suitable for diverse applications across aerospace, defense, automotive, marine, oil and gas, chemical processing, power generation, medical, tooling, and other general engineering areas.

อุตสาหกรรม Applications of Nickel Alloy Powder Families

Alloy Family	Industry Applications
Inconel	Aerospace, defense, automotive, chemical processing, oil and gas, power generation, rocketry, missiles, nuclear
สแตนเลส	Aerospace, defense, automotive, medicine, marine, architecture, chemical, food processing, tooling, molds
Hastelloy	Aerospace, defense, chemical processing, pollution control, power generation, oil and gas
Nimonic	Aerospace, defense, power generation, chemical processing, tooling
Kovar	Electronics, semiconductors, integrated circuits, packaging
Invar	Electronics, optics, precision instruments, aerospace
Monel	Marine, oil and gas, chemical processing, power generation, pulp and paper
Nickel-titanium	Medical devices, actuators, sensors, aerospace, oil and gas
นิกเกิลซูเปอร์ลลอย	Aerospace, defense, power generation, oil and gas, automotive, tooling

Some examples of nickel alloy parts produced by 3D printing include:

Aerospace: Turbine blades, nozzles, combustors, valves, brackets, thermofluid components
Automotive: Turbocharger rotors, manifolds, valves, drivetrain parts
Medical: Implants, prosthetics, surgical instruments, patient-specific devices
Oil and gas: Downhole tools, valves, wellhead components, pipe fittings
Tooling: Injection molds, extrusion dies, jigs and fixtures, press tools
General: Heat exchangers, fluid handling parts, fasteners, housings, enclosures

The excellent material properties, complex geometries, shorter lead times, reduced costs, and design flexibility enabled by 3D printing nickel alloys make them a very attractive option across many critical applications.

Nickel Alloy Powder Specifications

Nickel alloy powders are commercially available in various size distributions, morphologies, and quality levels tailored to 3D printing requirements. Common specifications are given below:

Typical Nickel Alloy Powder Specifications

คุณสมบัติ	ค่าทั่วไป
องค์ประกอบของโลหะผสม	Custom alloys, grade per ASTM/ASME
รูปร่างอนุภาค	Spherical, near-spherical
ขนาดอนุภาค	10-45 ไมครอน
การกระจายขนาดอนุภาค	D10: 15-25 μm, D50: 25-35 μm, D90: 35-45 μm
ความหนาแน่นที่ชัดเจน	2.5-5.5 g/cc
แตะความหนาแน่น	4-8 g/cc
ความสามารถในการไหลได้	Excellent per Hall flowmeter
Residual oxygen	100-400 ppm
Residual nitrogen	50-150 ppm
Residual carbon	100-300 ppm

Spherical morphology and narrow particle size distribution with D10, D50 and D90 values in ideal ranges for the specific print process help achieve good density and mechanical properties. High flowability prevents powder agglomeration and spreadability issues during recoating. Low residual oxygen, nitrogen and carbon minimize contamination and porosity.

Powder quality, size parameters and other characteristics significantly influence final part properties and must align with printer and application requirements. Most suppliers provide custom alloy compositions and particle optimization to meet user specifications.

Nickel Alloy Powder 3D Printing Methods

The most common additive manufacturing methods used to process nickel alloy powders include:

Nickel Alloy Powder Print Processes

วิธี	คำอธิบาย
การเลือกเลเซอร์ที่เลือก (SLM)	Powder bed fused by focused laser beam
การเผาเลเซอร์โลหะโดยตรง (DMLS)	Similar to SLM but lower power laser
การละลายของลำแสงอิเล็กตรอน (EBM)	Powder bed fused by electron beam under vacuum
Laser Metal Deposition (LMD)	Powder injected into molten pool created by laser
การสะสมพลังงานโดยตรง (DED)	Similar to LMD with powder or wire feed
เครื่องผูก jetting	Liquid bonding agent selectively printed on powder bed

SLM and DMLS use a high power density laser to fully melt the metal powder into dense parts layerwise. EBM uses an electron beam as the power source to build parts under vacuum. Wire-fed LMD melts the incoming metal wire using a focused laser. Binder jetting prints a liquid binder to form the part followed by sintering.

The specific technique chosen depends on factors like part size, geometry complexity, surface finish, feature resolution, production rate, and cost. Each process requires optimization of printer settings and parameters tailored to the powder alloy composition.

Nickel Alloy Powder Process Parameters

Critical printer parameters for nickel alloys that require optimization for density, strength, precision, and surface finish include:

Typical SLM/DMLS Process Parameters

พารามิเตอร์	ช่วงทั่วไป
ความหนาของชั้น	20-60 μm
พลังงานเลเซอร์	100-400 W
ความเร็วในการสแกน	400-1200 มม./s
ระยะห่างฟัก	80-200 μm
Beam size	50-200 μm
Scanning strategy	Chess, stripe, contour
โครงสร้างสนับสนุน	Regular, fragmented, hybrid

Typical EBM Process Parameters

พารามิเตอร์	ช่วงทั่วไป
ความหนาของชั้น	50-200 μm
Electron beam power	3-15 kW
Speed function	20-200 mm/s
Line offset	0.1-0.3 mm
Focus offset	15-35 mA
Scanning strategy	Uni-directional, bi-directional
โครงสร้างสนับสนุน	Regular, heavy

Lower layer thickness and beam size paired with higher scan speeds increase resolution, accuracy, and surface finish. Chess or strip scanning patterns are commonly used. Perimeter contours improve edge quality. Optimized support structures prevent deformation but are easier to remove. Preheating and powder recycling can aid density and material quality.

Advantages of 3D Printing Nickel Alloys

Additive manufacturing using optimized nickel alloy powders offers many benefits versus traditional manufacturing:

Design freedom: Complex geometries not possible by machining
Weight reduction: Lighter components by topology optimization
Part consolidation: Reduced assembly by printed complex shapes
Customization: Patient-matched medical devices, tooling
Reduced waste: Only required volume of material used
Shorter lead time: Weeks versus months for production tooling
Process flexibility: Easy design iterations and optimization
Performance benefits: Anisotropic strengths, embedded features
Cost reduction: Eliminate tooling costs, low volume production
Buy-to-fly ratio: Print only final part versus machining from block

3D printing expands the design envelope and enables novel nickel alloy parts not feasible or economical with conventional techniques. It is revolutionizing production across aerospace, medical, automotive, and other industries.

Nickel Alloy Powder Suppliers

Most major metal powder manufacturers now offer a range of nickel alloy powders optimized for additive manufacturing. Some leading suppliers include:

Key Nickel Alloy Powder Suppliers

ผู้จัดหา	Key Alloy Grades
met3dp	Inconel 625, 718, Hastelloy X, stainless steels
Sandvik	Osprey stainless steels, superalloys, titanium alloys
แพรพ์เซอร์	Inconel 718, 625, Hastelloy X, stainless steels
ap & amp; c	Inconel 718, 625, stainless steels
เทคโนโลยี LPW	Inconel 718, stainless steels, nickel superalloys
โซลูชั่น SLM	Stainless steel 316L, 17-4PH, nickel superalloys
สารเติมแต่ง GE	Stainless steel 316L, Inconel 718, 625, Hastelloy

Suppliers offer various size distributions, excellent powder flowability, low oxygen and moisture content, lot traceability, and custom alloys tailored to process and application requirements. Most provide specialized characterization to ensure consistent high quality powder.

Nickel Alloy Powder Cost

The average cost for common nickel alloy powders is summarized below:

Nickel Alloy Powder Costs

วัสดุ	ราคาต่อกิโลกรัม
Inconel 718	$75-150
Inconel 625	$60-120
สแตนเลส 316L	$35-70
สแตนเลส 17-4ph	$45-90
Hastelloy x	$85-170
นิกเกิลซูเปอร์ลลอย	$90-200

High performance alloys like Inconel 718 and Hastelloy X carry a premium while stainless steels tend to be the lowest cost option. However, material cost is only one component of total part cost. Value-add from design flexibility, performance benefits, and lead time reduction often offset higher powder prices for low volume production.

Buying powder in bulk quantities can reduce costs. Many suppliers also offer powder reuse and recycling services. Overall, the buyer must evaluate total cost including labor, post-processing, material utilization, mechanical properties, and other factors when selecting an appropriate nickel alloy powder.

Wholesale Price: $20/Kg-$200/Kg

Showing 1–15 of 17 results

FAQ About 3D Printing Metal Powder

ฉันจะติดต่อฝ่ายบริการลูกค้า Metal3DP ได้อย่างไร

เราให้การสนับสนุนลูกค้าตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน คุณสามารถค้นหารายละเอียดการติดต่อของเราในหน้าติดต่อเรารวมถึงโทรศัพท์อีเมลและแชทออนไลน์

Metal3DP มีวัสดุผงโลหะชนิดใดบ้าง?

เรานำเสนอผงโลหะคุณภาพสูงต่าง ๆ รวมถึงสแตนเลสอัลลอยด์อุณหภูมิสูงเหมาะสำหรับกระบวนการเช่นเลเซอร์และอิเล็กตรอนคานผงฟิวชั่นฟิวชั่น

Metal3DP มั่นใจได้อย่างไรกับคุณภาพของผงโลหะการพิมพ์ 3 มิติ?

ด้วยความเชี่ยวชาญด้านการผลิตสารเติมแต่งโลหะอย่างกว้างขวางเราใช้กระบวนการขั้นสูงและการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติเชิงกลและคุณภาพพื้นผิวของชิ้นส่วน

ใช้อุปกรณ์การพิมพ์ 3 มิติของ Metal3DP ในอุตสาหกรรมใด

อุปกรณ์ของเรามีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายในอุตสาหกรรมเช่นการบินและอวกาศการแพทย์ยานยนต์และอื่น ๆ ให้บริการโซลูชั่นสำหรับส่วนประกอบโลหะที่มีประสิทธิภาพสูงในการผลิต

Metal3DP เสนอตัวเลือกโลหะผสมที่กำหนดเองหรือไม่?

ใช่เราให้บริการอัลลอยด์แบบกำหนดเองเพื่อตอบสนองความต้องการวัสดุเฉพาะจากลูกค้า

อะไรคือข้อดีของระบบ SEBM ของ Metal3DP?

ระบบ SEBM ของเราเก่งในการผลิตชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อนด้วยคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ ปริมาณการสร้างชั้นนำของอุตสาหกรรมความแม่นยำและความน่าเชื่อถือ

ฉันสามารถค้นหากรณีแอปพลิเคชันบนเว็บไซต์ Metal3DP ได้หรือไม่?

ใช่เว็บไซต์ของเรานำเสนอกรณีแอปพลิเคชันที่หลากหลายแสดงให้เห็นถึงการใช้เทคโนโลยี Metal3DP ที่ประสบความสำเร็จในอุตสาหกรรมต่างๆ

ฉันจะเริ่มทำงานร่วมกับ Metal3DP ได้อย่างไร

ติดต่อกับเราและทีมงานของเราจะจัดหาโซลูชั่นที่เหมาะกับคุณและแผนการทำงานร่วมกันตามความต้องการของคุณ

เวลาตอบสนองสำหรับบริการที่กำหนดเองของ Metal3DP คืออะไร?

เวลาตอบสนองสำหรับบริการที่กำหนดเองแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของโครงการ เราจะให้เวลาการจัดส่งที่ถูกต้องตามความต้องการของคุณ

Metal3DP มีเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติอะไรบ้าง?

เราเชี่ยวชาญในการคัดเลือกเลเซอร์ซินเตอร์ (SLS), การเลือกเลเซอร์ที่เลือก (SLM), และการหลอมเหลวลำแสงอิเล็กตรอนที่เลือก (SEBM) ในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ

SEND US

Ask For Other Question?

If you cannot find the answer to your question in our FAQ, you can always leave us a message. We will answer to you shortly.

WAIT FOR US

Next step

01. We will prepare a proposal

Required scope, timeline and APR. Price will be included if you provide us with detail information about a project.

02. Discuss it together

Let’s get acquainted and discuss all the possible variants and options

03. Let’s start building

When the contract is signed, and all goals are set, we can start the first sprint.