Bu Gönderiyi Paylaş

İçindekiler

3D baskı metal tozları katmanlı üretim süreçleri için hammadde olarak kullanılan ince metalik malzemeleri ifade eder. Birbirini izleyen toz katmanlarının ısı veya bağlayıcı maddelerle kaynaştırılmasıyla, karmaşık son kullanım metal parçaları kalıplar veya kalıplar olmadan oluşturulabilir.

Çeşitli metaller ve alaşımlar, seçici lazer sinterleme (SLS), doğrudan metal lazer sinterleme (DMLS), elektron ışını eritme (EBM) ve bağlayıcı püskürtme gibi popüler 3D baskı yöntemleri için optimize edilmiş tozlar halinde formüle edilir. Partikül boyutu dağılımı, morfoloji, akış özellikleri ve mikroyapı performansı etkiler.

Bu kılavuz, 3D baskı için metalik tozları kullanırken dikkate alınması gereken bileşimi, uygulamaları, özellikleri, seçim faktörlerini, tedarikçileri, karşılaştırmaları ve SSS'leri kapsar. Toz özelliklerinin ve bunların proses parametreleriyle nasıl etkileşime girdiğinin anlaşılması, parça kalitesinin ve mekanik özelliklerin ayarlanmasını sağlar.

3d baskı metal tozlarının bileşimi

Yaygın baz metaller ve alaşımlar, katkılı üretim için ince tozlara dönüştürülür. Farklı malzemeler, son kullanımlara uygun farklı mekanik özellikler sunar.

MalzemeAçıklamaAnahtar Özellikler
Paslanmaz ÇelikKorozyon direnci, sıcaklık performansı için -30 krom ve diğer elementler içeren demir alaşımıYüksek mukavemet, dayanıklılık, oksidasyon direnci. Yapısal bileşenler, takımlar, denizcilik donanımı, otomotiv parçaları için kullanılır
Alüminyum AlaşımlarıAlüminyum + silikon, magnezyum, bakır, çinko gibi diğer elementlere dayalı hafif demir dışı metal alaşımlarıHafif, korozyona dayanıklı, yüksek termal ve elektrik iletkenliği. Havacılık, otomotiv, endüstriyel uygulamalar için kullanılır
Titanyum AlaşımlarıTitanyum + alüminyum, vanadyum gibi diğer elementlerden oluşan hafif, yüksek mukavemetli metal alaşımlarıSon derece güçlü ancak hafif. Korozyona ve ısıya dayanıklıdır. Havacılık ve uzay bileşenlerinde, tıbbi/diş implantlarında, otomotivde kullanılır
Nikel AlaşımlarıNikel + krom, kobalt gibi diğer metallerin ısıya ve korozyona dayanıklı alaşımlarıYüksek sıcaklıklarda mukavemet ve tokluğu korur. Havacılık ve uzay türbinleri, enerji üretimi donanımı, kimyasal işleme için kullanılır
Kobalt KromMükemmel ısı + aşınma direncine sahip kobalt ve krom alaşımıBiyouyumluluk ile aşırı sertlik. Diş kronları ve köprüleri, tıbbi implantlar, kesici aletler için kullanılır

Süper alaşımlar, değerli metaller ve özelleştirilmiş formülasyonlar gibi gelişmiş malzemeler de yüksek performanslı eklemeli üretim için ortaya çıkmaktadır.

3d baskı metal tozları
3d baskı metal tozları 3

3d baskı metal tozlarının özellikleri

Bileşime ek olarak, birbirine bağlı çeşitli özellikler, tozların farklı 3D baskı süreçlerinde ve uygulamalarında nasıl performans gösterdiğini belirler:

ÖznitelikAçıklamaHususlar
Partikül Boyutu DağılımıToz partikül çaplarının aralığı ve dağılımıSıkı dağılım eğrileri güvenilir sinterleme sağlar. Ortalama boyut minimum özellik çözünürlüğünü, yüzey kalitesini etkiler
MorfolojiToz partikül şekli ve yüzey yapısıPürüzsüz, küreye yakın partiküller en iyi paketleme yoğunluğunu ve akışkanlığı sağlar. Düzensiz şekiller yeniden kaplamayı zorlaştırır
Akış KarakteristikleriTozların ne kadar kolay ve güvenilir bir şekilde hareket ettiği ve yayıldığıYeniden kaplama performansını, parça kalitesi tutarlılığını, zaman içinde makine aşınmasını doğrudan etkiler
Görünür Yoğunlukİnterstisyel boşluklar dahil birim hacim başına ağırlıkPaketleme verimliliğini, katman homojenliğini, gözenekliliği etkiler
Yığın YoğunluğuTozlara mekanik olarak dokunulduktan sonra çökelmiş yoğunlukToz yatağı sıkıştırma kolaylığını gösterir, ortaya çıkan parça yoğunluğunu etkiler
Kalıntı Oksitler/NemYüzey oksijeni veya nem kontaminasyonuİnert ortamlar tarafından kontrol edilen eşik değerlerin aşılması durumunda sinterleme sırasında kusurlar oluşturabilir
Yeniden KullanılabilirlikTozların proses boyunca kaç kez geri dönüştürülebileceğiKirlenmeye, iş sertleşmesine, döngü boyunca parçacık bozulmasına bağlı olarak değişir

Bu parametreler, hedef katkılı üretim yöntemlerinin gereksinimlerini karşılayan “yazdırılabilir” tozlar oluşturmak için dengelenir.

Uygulamaları 3D Baskı Metal Tozları

Çeşitli metal malzemelerin ortaya çıkardığı yetenekler, onları yaygın kullanımlara uygun hale getirmektedir:

EndüstriUygulamalarBileşenler
Havacılık ve UzayUçak yapısal parçaları, jet motoru bileşenleri, ısı eşanjörleri, analitik enstrümantasyonTürbin kanatları, ısı alıcıları, bağlantılar, kanallar, valfler ve manifoldlar, uzay aracı braketleri
TıbbiOrtopedik implantlar, protezler, diş restorasyonları, cerrahi aletlerKalça/diz/omurga implantları, kafatası plakaları, özelleştirilmiş kronlar ve köprüler, neşterler, kıskaçlar, keskiler, ortodonti
OtomotivHafifletme bileşenleri, performans parçaları, takımlar, sıvı taşıma donanımıMetal matrisli kompozit parçalar, pistonlar, turboşarjlar, manifoldlar, yağ/soğutucu hatları, aparatlar ve fikstürler
EndüstriyelSon kullanım üretim bileşenleri, hafif yapısal ekipman, sıvı işlemePompa gövdeleri, valfler, contalar, kompozit katmanlama için katkılı takımlar, sensör bileşenleri

Hızlı prototipleme, tek seferlik üretim, toplu özelleştirme ve özel takımlar da metal tozlarıyla 3D baskının sağladığı tasarım özgürlüğünden yararlanan yaygın kullanım alanlarıdır.

3D Baskı İşlemleri için Metal Tozlarının Özellikleri

Spesifik partikül boyutu dağılımları, şekil özellikleri, saflık seviyeleri, yoğunluk ve geri dönüştürülebilirlik hedefleri, uyumlu baskı teknolojilerine ve kullanım amaçlarına göre değişir:

SüreçParçacık BoyutuŞekil FaktörleriSaflık StandartlarıGörünür YoğunlukYeniden Kullanılabilirlik
Toz Yatak Füzyonu 
Lazer/Elektron Işını Sinterleme
15-100 mikronYuvarlak, küresel ideal>, nem/oksijen kontrollü50'nin üzerinde teorik maksimum yoğunluktipik 10+ kat
Bağlayıcı Püskürtme20-100+ mikronDaha az kritik, yan ürünleri kullanabilir97%+50'nin üzerinde teorik maksimum yoğunluk2-3 kez
Yönlendirilmiş Enerji Biriktirme50-300 mikronDüzensiz şekillere izin verilir98%+50'nin üzerinde teorik maksimum yoğunlukTekrar kullanılmadı

Malzeme üreticileri, optimum baskılar için bu hedefleri dengelemeyi amaçlar. Ayrıca kimyasal bileşim ve mikro yapının mekanik performansı desteklemesini sağlarlar.

Metal Tozu Tedarikçiler ve Fiyatlandırma

Birçok yerleşik üretici ve gelişmekte olan üretici, yazdırılabilir metal tozları için büyüyen pazarı tedarik etmektedir:

TedarikçiMalzemelerAçıklamaFiyatlandırma
Sandvik OspreyPaslanmaz çelikler, kobalt krom, Ti alaşımları, Ni alaşımlarıÇoğu baskı yöntemi için geniş portföykg başına 20-2000
LPW TeknolojiPaslanmaz çelikler, takım çelikleri, Ni alaşımları, Ti alaşımları, egzotiklerÜst düzey uygulamalara yönelik metal tozlarıkg başına 4000-50000
Marangoz KatkısıPaslanmaz çelikler, Ti alaşımları, CoCr, Al alaşımları, Cu alaşımlarıÖzel alaşımlar ve partikül optimizasyonukg başına 30-2000$
GE Katmanlı Konsept LazerPaslanmaz çelikler, takım çelikleri, CoCr alaşımlarıConcept Lazer yazıcılar için OEM tozlarıkg başına 100-500
HoganasPaslanmaz çelikler, takım çelikleriDaha çok ciltli metal baskıya odaklandıkg başına 9-20
ValimetPaslanmaz çelikler, Co alaşımları, Cu alaşımları, egzotiklerYüksek saflıkta pres+sinter sınıfı uzmanlarıkg başına 300-5000

Fiyatlar sipariş hacimlerine, teslim sürelerine, özel kalitelere ve piyasa dinamiklerine bağlıdır. Büyük üretim çalışmaları genellikle indirimli toplu fiyatlarla müzakere edilir.

Metal Baskı Tozlarının Temel Faktörlere Göre Karşılaştırılması

Kalite, maliyet, bulunabilirlik ve uygulamalar için toz seçerken ödünleşimler mevcuttur:

Metal 3D Baskı Tozlarının Artıları:

  • Eklemeli ve eksiltmeli süreçlerin tasarım özgürlüğü
  • İşlev için optimize edilmiş karmaşık, hafif geometriler
  • Çoklu bileşenlerden basılı montajlara parça konsolidasyonu”
  • Titiz mekanik ihtiyaçlara göre uyarlanmış özel alaşımlar
  • Bilinen özellikler için yüksek saflıkta girdi malzemesi
  • Talep üzerine bileşenlerin tam zamanında üretimi

Metal 3D Baskı Tozlarının Eksileri

  • Daha düşük hacimlerde geleneksel üretime göre genellikle daha yüksek maliyet
  • Seri üretime göre kısıtlı üretim hızı
  • Uygulama başına ilk yeterlilik testi yükü
  • Erken benimseme aşamalarında sınırlı ölçek ekonomileri
  • Özel kullanım ve kontrollü ortamlar gereklidir
  • Uygun şekilde uygulamak için dik öğrenme eğrisi

İlerlemenin maliyetleri düşürmesi ve seçenekleri artırmasıyla metal AM, genişleyen bir niş için ideal bir denge oluşturuyor.

3d baskı metal tozları
3d baskı metal tozları 4

Sıkça Sorulan Sorular

Metal tozları 3D baskı için özel olarak nasıl optimize edilir?

Tedarikçiler partikül karakterizasyonu, şekil mühendisliği, saflık iyileştirme, mikroyapı geliştirme ve AM teknolojisi gereksinimlerine göre uyarlanmış tutarlı çıktı için kapsamlı yatırımlar yapmaktadır. Bu, paketleme, yayılabilirlik, sinterleme kinetiği ve güvenilirliği artırır.

Yazdırılabilir metal tozları için ideal depolama ortamı nedir?

Baskıyı bozacak kontaminasyonu önlemek için kuru inert gaz dolgulu sızdırmaz nem ve oksijen kontrollü konteynerler/hazneler kullanılır. Paslanmaz çelik veya nikel alaşımları daha fazla reaktiviteyi en aza indirmeye yardımcı olur. Taşıma sırasında uygun KKD önlemleri de kullanılmalıdır.

Metal tozu geri kazanımı için arızalı veya geri dönüştürülmüş baskılar nasıl ele alınmalıdır?

Başarısız veya tamamlanmış bir baskıdan sonra sinterlenmemiş tozlar filtrelenebilir, boyut fraksiyonlarına elenebilir ve kontrollü oranlarda, tipik olarak -30 maksimum kontaminasyon seviyelerinde taze toza geri karıştırılmadan önce kontaminasyon açısından test edilebilir.

Hangi metal 3D baskı işlemi en geniş partikül boyutu aralığını kullanır?

Bağlayıcı püskürtme, 20 mikrondan 100 mikrona kadar en geniş spektrumu destekler, çünkü toz sadece bağlanır, daha sıkı boyut dağılımları gerektiren lazerler veya elektron ışınları ile doğrudan kaynaştırılmaz.

Hangi malzemeler en iyi aşınma direncini sunar?

Kobalt kromun ardından gelen nikel süper alaşımlar genellikle 50 HRC'yi aşan sertlik seviyeleriyle en iyi aşınma performansını sunar, yüksek çalışma sıcaklıklarında mukavemet ve sertliği koruyarak metal üzerine metal rulmanlar, kesici takımlar ve benzer uygulamalar için idealdir.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Bültenimize Abone Olun

Güncellemeleri alın ve en iyilerden öğrenin

Keşfedilecek Daha Fazla Şey

Scroll to Top