轻金属在3D打印中的应用情况??
随着3D打印在首饰行业走向产业化,3D打印将为首饰行业带来四大改变:制作流程的改变、定制化服务、更复杂的设计、以及平台商业模式。
诞生于20世纪90年代中期的3D打印早已不是什么新鲜玩意儿了,新就新在它对多种材料的兼容性和其核心技术的塑造性让它总有“颠覆”各种传统产业的潜力。
美国人打印汽车部件、潜水艇部件、太空望远镜甚至火箭发射器,苏格兰科学家打印人造肝脏组织,腐国人民打印潮爆的塑料裙,荷兰工程师打印房屋,民风剽悍的德州人则打印金属手枪...我国也用3D打印制造了钛翼梁等部件使第五代隐形战斗机歼-31轻量化。
但是这些对应的行业被颠覆了吗?
富士康董事长郭台铭表示 “绣花枕头-中看不中用”。我们先不置可否,但至少目前由于技术的限制,想让“郭”字倒过来写还为时尚早。来自OFweek3D打印网!
诞生于20世纪90年代中期的3D打印早已不是什么新鲜玩意儿了,新就新在它对多种材料的兼容性和其核心技术的塑造性让它总有“颠覆”各种传统产业的潜力。 美国人打印汽车部件、潜水艇部件、太空望远镜甚至火箭发射器,苏格兰科学家打印人造肝脏组织,腐国人民打印潮爆的塑料裙,荷兰工程师打印房屋,民风剽悍的德州人则打印金属手枪...我国也用3D打印制造了钛翼梁等部件使第五代隐形战斗机歼-31轻量化。然而如果我们把3D打印单纯地看作是一种技术手段,是数控车床的“反”应用,是手工雕刻的替代品,或是电子商务之于传统行业,那么我们聊的不应该是颠覆,而是进化和革新。(人们常说电商颠覆传统产业,其实是不愿/没能把电商利用的企业把自己颠覆了)
金属3D打印材料的应用领域相当广泛,例如,石化工程应用、航空航天、汽车制造、注塑模具、轻金属合金铸造、食品加工、医疗、造纸、电力工业、珠宝、时装等。
但是,因为金属3D打印材料本身的材料属性,其都有特定的应用领域范围,因此,金属3D打印材料选择的过程是一个权衡多个因素的过程。而且,3D打印金属不能仅仅凭借金属3D打印机的参数来衡定,每种金属材料都有适合自身特性的极限点,包括应用、功能、稳定性、耐久性、美观性、经济性都是设计师要考虑的因素。
现今,国内外金属3D打印机采用的金属粉末一般有:工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。
1、工具钢和马氏体钢
以工具钢和马氏体钢为例,工具钢的适用性来源于其优异的硬度、耐磨性和抗形变能力,以及在高温下保持切削刃的能力。模具H13热作工具钢就是其中一种,能够承受不确定时间的工艺条件;马氏体钢,以马氏体300为例,又称“马氏体时效”钢,在时效过程中的高强度、韧性和尺寸稳定性都是众所周知的。他们与其他钢不同,因为他们是不含碳的,属于金属间化合物,通过丰富的镍、钴和钼的冶金反应硬化。由于高硬度和耐磨性,马氏体300才适用于许多模具的应用,例如,注塑模具、轻金属合金铸造、冲压和挤压等,同时,其也广泛应用于航空航天、高强度机身部件和赛车零部件。
2、不锈钢
不锈钢与碳钢不同,目前的铬含量不同,10.5%铬含量最低的钢合金,不锈钢不容易生锈腐蚀。目前,应用于金属3D打印的不锈钢主要有三种:奥氏体不锈钢316L、马氏体不锈钢15-5PH、马氏体不锈钢17-4PH。
奥氏体不锈钢316L,具有高强度和耐腐蚀性,可在很宽的温度范围下降到低温,可应用于航空航天、石化等多种工程应用,也可以用于食品加工和医疗等领域。
马氏体不锈钢15-5PH,又称马氏体时效(沉淀硬化)不锈钢,具有很高的强度、良好的韧性、耐腐蚀性,而且可以进一步的硬化,是无铁素体。目前,广泛应用于航空航天、石化、化工、食品加工、造纸和金属加工业。
马氏体不锈钢17-4PH,在高达315℃下仍具有高强度高韧性,而且耐腐蚀性超强,随着激光加工状态可以带俩极佳的延展性。
3、合金
1)纯钛及钛合金
金属3D打印材料应用最为广泛的金属粉末合金主要有纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、钴铬合金、铜基合金等。
目前应用于市场的纯钛,又称商业纯钛,分为1级和2级粉体,2级强于1级,对于大多数的应用同样具有耐腐蚀性。因为纯钛2级具有良好的生物相容性,因此在医疗行业具有广泛的应用前景。
钛是钛合金产业的关键。目前,应用于金属3D打印的钛合金主要是钛合金5级和钛合金23级,因为其优异的强度和韧性,结合耐腐蚀、低比重和生物相容性,所以在航空航天和汽车制造中具有非常理想的应用,而且,因为强度高、模量低、耐疲劳性强,应用于生产生物医学植入物。钛合金23级,纯度更高,是神级一样的牙科和医疗钛品级。
2)铝合金
目前,应用于金属3D打印的铝合金主要有铝硅AlSi12和AlSi10Mg两种。铝硅12,是具有良好的热性能的轻质增材制造金属粉末,可应用于薄壁零件如换热器或其他汽车零部件,还可应用于航空航天及航空工业级的原型及生产零部件;硅/镁组合使铝合金更具强度和硬度,使其适用于薄壁以及复杂的几何形状的零件,尤其是在具有良好的热性能和低重量场合中。
3)镍基合金
一般情况下,镍基合金都具有良好的抗拉伸、抗疲劳和抗热疲劳性能。目前,主要有Inconel 738、Hastelloy X、Inconel 625、Inconel 713、Inconel 718等。
Inconel 738具有良好的高温蠕变断裂强度,抗热腐蚀性是较低铬含量的超合金,可长期暴露于高达920-980℃的高温腐蚀性的环境中,适用于飞机发动机、燃气轮机。
Hastelloy X在高温下具有高强度和抗氧化性,在高达1200℃的环境中,也具有良好的延展性,目前,主要应用于航空航天技术中,例如燃气轮机部件和燃烧区组件如过渡管、燃烧器罐、喷杆、排气管、加力燃烧室等;而且还因为具有耐应力腐蚀开裂的性能,应用于工业炉、石油化工及化学过程工业中。
Inconel 625在高温约815℃的条件下依然具有良好的负载性能,而且耐腐蚀性强,广泛应用于航空航天、化工及电力工业中。
Inconel 713具有优异的抗热疲劳性能,以及在927℃的特殊断裂强度,适用于喷气发动机燃气轮机叶片。
Inconel 718是基于铁镍硬化的超合金,具有良好的耐腐蚀性及耐热、拉伸、疲劳、蠕变性,适用于各种高端应用,例如,飞机涡轮发动机和陆基涡轮机等。
4)钴铬合金
钴铬合金具有高强度、耐腐蚀性强、良好的生物相容性以及无磁性的性能,主要应用于外科植入物包括合金人工关节、膝关节和髋关节,同时其还可用于发动机部件以及时装、珠宝行业等。
5)铜基合金
青铜粉
应用于市场的铜基合金,俗称青铜,具有良好的导热性和导电性,可以结合设计自由度,产生复杂的内部结构和冷却通道,适合冷却更有效的工具插入模具,如半导体器件,也可用于微型换热器,具有壁薄、形状复杂的特征。
金属材料在未来3D打印行业中有发展前景吗
前景好,众所周知,增材制造大致可细分为塑料3D打印、生物3D打印和金属3D打印等方面。虽然在增材制造细分领域出现了一些波动,但是金属增材制造方面却一直保持增长状态。目前,国内外金属增材制造厂商对于产业发展总体持乐观态度。与此同时,也在为金属增材制造应用拓展积极做好准备。参考《中国3D打印材料...
轻金属在3D打印中的应用情况??
目前,应用于金属3D打印的钛合金主要是钛合金5级和钛合金23级,因为其优异的强度和韧性,结合耐腐蚀、低比重和生物相容性,所以在航空航天和汽车制造中具有非常理想的应用,而且,因为强度高、模量低、耐疲劳性强,应用于生产生物医学植入物。钛合金23级,纯度更高,是神级一样的牙科和医疗钛品级。2)...
3D打印金属材料能达到常规机械加工工艺的性能吗?
可以达到。很多人印象中金属3D打印是一层一层粉末烧结起来的,层间结合肯定不会太好,有缺陷,力学性能也不会超过传统成形方式。其实金属3D打印层与层之间靠熔池结合,纵向性能并不差,甚至可能会超过横向。随着技术进步,现在金属3D打印的性能已经远超铸件,赶超锻件了。304L不锈钢,成形态未经热处理,...
哪种3d打印技术在金属增材制造中使用最多
SLS这种3d打印技术在金属增材制造中使用最多。《3D打印技术与应用》这本书显示,3d打印技术在金属增材制造中使用最多的是SLS。SLS3D打印技术是成型技术较复杂、条件要求较高、设备及材料成本较高的3D打印技术之一,也是对3D打印技术影响最深远的技术。
在金属材料的3D打印上,铝合金、钛合金、钢哪种材料更经济?
铝合金的打印成本大概为2.5元每克,钛合金的打印成本大概为15元每克,不锈钢的打印成本大概为1.5元每克,从单价上来看是不锈钢最便宜,但是同样的物体用铝合金的打印价格是最低的,因为铝合金的密度比不锈钢的小,所以综合评估是铝合金材料打印更经济。
3D金属打印(金属3D打印)存在哪些风险和问题
所以,一定要采取穿防护服,带防毒面具等防护措施。同时,金属3D打印一般都需要惰性保护气体,比如氩气或氮气,防止加工过程中粉末氧化。这些惰性气体泄漏可能会有窒息的危险。三、火灾的风险在3D金属加工的车间,会有一些钛、铝、镁等金属粉末悬浮在空气中,达到一定的浓度后,如果遇到火源,会发生燃烧从而...
哪种3d打印技术在金属增材制造中使用最多
SLS(选择性激光烧结)技术在金属增材制造领域中应用最为广泛。根据《3D打印技术与应用》一书的数据,SLS技术在众多3D打印技术中占据了金属增材制造的主导地位。SLS技术是一种复杂的成型技术,它对操作条件有着较高的要求,并且 both the equipment and material costs are relatively high. Additionally, ...
冷门技术:冷喷涂金属3D打印,现在用在了军舰上~
在现代科技的前沿领域,一项冷门但极具潜力的技术——冷喷涂金属3D打印,正在悄然改变着军舰及航空航天工业的面貌。这项技术由20世纪80年代末的Papyrin等人开创,其核心原理是利用高速粉末沉积实现粉末的自固结,尤其在维修和制造中展现出了卓越的性能。美国Akron大学和AMES的联手研究,以及Titomic与CSIRO的...
3D打印机打印金属存在哪些安全问题
所以,通常建议使用长袖口的皮手套和导电安全鞋。过滤面罩(FFP1、FFP2 和 FFP3)可以保护工人免于吸入灰尘、烟雾和气溶胶。此外,金属3D打印一般都需要惰性保护气体,比如氩气或氮气,防止加工过程中粉末氧化。这些惰性气体泄漏可能会有窒息的危险。建议在放置这些机器的房间安装氧气传感器,以持续记录房间内的...
金属3D打印。打印出来的金属性能如何。能和钢铁比吗?
3D打印金属大概就几个手段,一般就是用激光把金属粉末熔化,然后慢慢一层又一层的涂覆,又叫高性能金属构件激光直接制造技术 造出来的性能自然一般,肯定要后期处理的,只能适合于减少成本的至少少批量的东西,因为做单个东西模具什么的其他陈本就上来了 ...
宣虎冻干: 前景好,众所周知,增材制造大致可细分为塑料3D打印、生物3D打印和金属3D打印等方面.虽然在增材制造细分领域出现了一些波动,但是金属增材制造方面却一直保持增长状态.目前,国内外金属增材制造厂商对于产业发展总体持乐观态度...
镇远县19540923071: 3D打印的材料有那些? - ?
宣虎冻干: 目前市场上最常用的3D打印材料包括塑料(abs、pla、尼龙、光聚合物等)和金属(钢、银、金、钛、铝等).在这两大类中,可以根据市场应用和市场需求重新划分.(1)市场应用最广的 从目前的市场形态来看,塑料材料是消费品生产的主流...
镇远县19540923071: 金华3d打印一般用什么材料??
宣虎冻干: 金属3D打印材料的应用领域相当广泛,例如,石化工程应用、航空航天、汽车制造、注塑模具、轻金属合金铸造、食品加工、医疗、造纸、电力工业、珠宝、时装等.但是,因为金属3D打印材料本身的材料属性,其都有特定的应用领域范围,因此,金属3D打印材料选择的过程是一个权衡多个因素的过程.而且,3D打印金属不能仅仅凭借金属3D打印机的参数来衡定,每种金属材料都有适合自身特性的极限点,包括应用、功能、稳定性、耐久性、美观性、经济性都是设计师要考虑的因素.
镇远县19540923071: 常用的3D打印材料有哪些? - ?
宣虎冻干: 根据Smartech市场研究报告中的预测,预计到2020年,3D打印在牙科行业的市场规模将超过23亿美元.这个市场规模主要是由于口腔牙科行业特别适合3D打印个性定制规模生产的技术特性.今天,就基于3D打印与牙科行业的话题,来聊聊“...
镇远县19540923071: (14分)3D打印技术是快速成形技术的一种,它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层又一层的多层打 - ?
宣虎冻干: ①发展具有普遍性.3D技术从上世纪出现,到今天进入人们的生活,体现了一切事物都是变化发展的(3分)②发展的实质是事物的前进和上升,是新事物的产生和旧事物的灭亡.3D技术具有以往技术)所没有的优点,是事物发展过程中的上升...
镇远县19540923071: 3D打印技术的原材料是??
宣虎冻干: 据了解,目前可用的3D打印材料种类已超过200种,但对应现实中纷繁复杂的产品还是远远不够的.如果把这些3D打印材料进行归类,可分为石化产品类、生物类产品、金属类产品、石灰混凝土产品等几大类,目前在业内比较常用的3D打印材...
镇远县19540923071: 3D打印机耗材ABS和PLA的区别 - ?
宣虎冻干: 刚刚入门的3D打印爱好者常常要问的一个问题就是:ABS与PLA相比,哪种材料更好用.而答案就在于认识这两种材料特性的差异,晓得哪些产品更适合用用于什么样的情况. 一、ABS材料 首先我们就从ABS看起.ABS(原名为丙烯腈-丁...
镇远县19540923071: 3D打印在模具行业里有哪些应用 - ?
宣虎冻干: 3D打印长期发展趋势综合3D打印产业的技术特点和发展现状,长期来看,未来3D打印行业发展存在四大趋势.第一,随着“个人制造”的兴起,在个人消费领域,3D打印行业预计仍会保持相对较高的增速.第二,在工业消费领域,由于3D...
镇远县19540923071: 目前国内3D打印主要运用到哪一方面呢? ?
宣虎冻干: 目前较多的更多的是运用于教育、制作模型、医疗设备、制作手板、等.虽然3D打印已涵盖汽车、航天航空、日常消费品、医疗、教育、建筑设计、玩具等领域,但由于打印材料的局限性,产品多停留在模型制作层面.也就是说,目前3D打印技术的优势主要是缩短设计阶段的时间,使得设计者的模型实现起来比较便利.譬如,在传统的制造业流程中,不管什么行业,设计师的图纸,需要在拆分为各个元素后,去开模,然后再组装,其弊病就是花费的周期比较长.而当设计师对模型做出调整后,相同的步骤又得重复一遍,循环往复.而有了3D打印,设计师的图纸可以快速变成实体的东西,然后开模,进行规模化大生产. 3D打印技术的意义,更在于设计环节的时间成本的节约.