Bu Gönderiyi Paylaş

İçindekiler

Genel Bakış Katmanlı Üretim Tozu

3D baskı olarak da bilinen katkı üretimi, parçaları ve ürünleri katman katman oluşturmak için toz halinde çeşitli malzemeler kullanır. Seçilen toz türü, kullanılan belirli katkı üretim sürecinin yanı sıra bitmiş parçanın istenen özelliklerine bağlıdır.

Katkı üretimin temel türlerinden bazıları şunlardır:

  • Metal Tozları - Toz yataklı füzyon ve yönlendirilmiş enerji biriktirme işlemlerinde kullanılır. Yaygın malzemeler arasında titanyum, alüminyum, çelik, nikel alaşımları ve kobalt-krom bulunur.
  • Polimer Tozları - Toz yataklı füzyon ve malzeme püskürtme işlemlerinde kullanılır. Yaygın malzemeler arasında naylon, ABS, polikarbonat, polistiren ve termoplastik poliüretan bulunur.
  • Seramik Tozları - Bağlayıcı püskürtme ve malzeme ekstrüzyon işlemlerinde kullanılır. Yaygın malzemeler arasında silis, alümina, zirkonya ve porselen bulunur.
  • Kum ve Döküm Tozları – Metal döküm için kalıplar ve çekirdekler oluşturmak üzere bağlayıcı püskürtme işlemlerinde kullanılır. Genellikle silika bazlıdır.
  • Biyouyumlu ve Biyoaktif Tozlar – Tıbbi uygulamalarda kullanılır. Yaygın malzemeler arasında titanyum, hidroksiapatit ve trikalsiyum fosfat bulunur.

Katkı imalatı tozlarının özellikleri, basılı parçaların özelliklerini, kalitesini, doğruluğunu ve performansını önemli ölçüde etkileyebilir. Başlıca toz özellikleri şunlardır:

Katkı İmalat Tozu Bileşimi

Katkı imalatı, çeşitli baskı işlemleri için özel olarak tasarlanmış belirli bileşimlere sahip metalik, polimerik, seramik, kum ve diğer toz malzemeleri kullanır.

Metal Tozları

TipYaygın Bileşimler
Titanyum alaşımlarıTi-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-Al-Fe, Ti-Al-Mn, Ti-Al-Sn
Alüminyum alaşımlarAlSi10Mg, AlSi12, Scalmalloy
Çelik alaşımları17-4PH, 316L, 304L, 4140
Nikel alaşımlarıInconel 625, 718; Hastelloy X
Kobalt-kromCoCrMo

Polimer Tozları

TipYaygın Bileşimler
NaylonNaylon 11, Naylon 12
ABSAkrilonitril bütadien stiren
PolikarbonatBisfenol A polikarbonat
PolistirenPS, Yüksek etkili PS
Termoplastik PoliüretanTPU

Seramik Tozları

TipYaygın Bileşimler
SilikaEritilmiş kuvars, kristobalit
AlüminaAl2O3
ZirkonyaZrO2, YSZ (itriyum stabilize)
PorselenCam, kil ve feldspat karışımı

Kum ve Döküm Tozları

TipKompozisyonlar
Silis kumuÇoğunlukla SiO2, eser miktarda metal oksitler ve ametal oksitler içerir
Zirkon kumuZirkonyum silikat
Olivin kumuMagnezyum demir silikat
Kromit kumuDemir krom oksit

Biyoaktif ve Biyouyumlu Tozlar

TipYaygın Bileşimler
Titanyum ve alaşımlarıSaf titanyum, Ti-6Al-4V
HidroksiapatitCa10(PO4)6(OH)2
Trikalsiyum fosfatCa3(PO4)2
katkılı üretim tozu
Katkı İmalat Tozu 3

Katmanlı Üretim Tozu Mülkler

Katkı imalat tozlarının parça kalitesini ve işlem performansını etkileyen temel özellikleri şunlardır:

MülkiyetAçıklamaÖnem
Parçacık boyutu dağılımıToz partikül boyutlarının aralığı ve dağılımıToz akışkanlığını, paketleme yoğunluğunu, katman düzgünlüğünü, çözünürlüğü etkiler
Morfoloji ve şekilToz partiküllerinin en boy oranı ve şekil faktörleriYayılmayı, paketleme yoğunluğunu, toz akışını etkiler
YoğunlukYığın tozunun kütle hacim oranıParçaların ağırlık ve boyutsal doğruluğunu belirler
AkışkanlıkTozun uygulanan gerilim altında serbestçe akabilme yeteneğiToz katmanlarının düzgün bir şekilde yayılması ve yeniden kaplanması için hayati öneme sahiptir
Nem içeriğiTozdaki yüzde su içeriğiYüksek nem, toz yığılmalarına ve baskı kusurlarına neden olur
Kimyasal bileşimMevcut elementel bileşim ve fazlarBitmiş parçaların mekanik özelliklerini, mikro yapısını ve performansını tanımlar

Katkı İmalat Tozu Uygulamaları

Katkı imalat tozları, başlıca endüstrilerde işlevsel bileşenleri yazdırmak için kullanılır:

EndüstriUygulamalarKullanılan Malzemeler
Havacılık ve UzayTürbin kanatları, uçak bileşenleri, roket motorlarıTitanyum alaşımları, nikel alaşımları, alüminyum alaşımları, kobalt krom
OtomotivPrototipleme, dişliler, braketler gibi parçaların üretimiAlüminyum alaşımları, naylon, ABS
TıbbiDiş kaplamaları, implantlar, cerrahi aletlerTitanyum alaşımları, kobalt krom, paslanmaz çelik
TüketiciTakı, dekoratif objeler, aydınlatma armatürleriAltın, gümüş gibi değerli metaller; polimerler

Katkı İmalat Tozu Özellikleri

Belirli katkı imalat işlemlerinde kullanılan toz malzemeler, belirli boyut, bileşim ve özellik eşiklerine uygundur:

SüreçParçacık BoyutuAlaşım SınıfıStandartlar
Toz yatağı füzyonu15-45 mikronASTM F3001'e göre Ti-6Al-4V ELIASTM F3049, ASTM F2924, ASTM F2971
Bağlayıcı püskürtme20-60 mikron420 veya 316 paslanmaz çelikASTM F3301, MPIF 35
Malzeme püskürtme5-25 mikron60-65 Shore D poliüretan
Yönlendirilmiş enerji biriktirme45-150 mikronInconel 718, 316L paslanmaz çelikASTM F3055, ASTM F3302

Katkı İmalat Tozu Tedarikçileri

Metal, polimer, seramik ve kompozit katkı imalat tozları sunan geniş bir tedarikçi ağı bulunmaktadır:

ŞirketToz MalzemelerMaliyet Aralığı
LPW TeknolojiTitanyum alaşımları, alüminyum alaşımları, paslanmaz çelik, nikel alaşımlarıkg başına 100-500$
Sandvik OspreyPaslanmaz çelik alaşımları, nikel alaşımları, kobalt alaşımlarıkg başına 50-250$
Gelişmiş Tozlar & KaplamalarNaylon bazlı polimerler, PEEK, PEKKkg başına 80-600$
ExOne ŞirketiPaslanmaz çelik, takım çeliği, tungsten karbür, Inconel 625kg başına 75-1000$
HöganäsPaslanmaz çelik, demir bazlı alaşımlarkg başına 30-150$
KennametalTungsten karbür-kobalt, 17-4PH paslanmazkg başına 100-1200$
3DCeramAlümina seramik, zirkonya seramik, silikakg başına 100-250$

Karşılaştırma Katmanlı Üretim Tozları

Üretim süreçleri, maliyet, parça özellikleri ve kalitesi açısından çeşitli toz seçenekleri arasında önemli farklılıklar vardır:

ParametrePolimer TozuMetal TozuSeramik Tozu
Yapım hızıOrtaYavaşHızlı
ÇözünürlükOrtaYüksekOrta ila düşük
Parça dayanımıDüşük ila ortaÇok yüksekOrta ila yüksek
Parça doğruluğuOrtaOrta ila yüksekDüşük ila orta
Yüzey finisajıOrtaYüksekDüşük ila orta
Termal özelliklerDüşük erime noktası, düşük iletkenlikYüksek erime noktası, yüksek iletkenlikYüksek erime noktası, düşük iletkenlik
Parça başına maliyetDüşük ila ortaYüksekOrta
Son İşlemMinimumKapsamlıOrta

Toz Yatağı Katkı İmalatını Kullanmanın Avantajları

Parça imalatında toz yatağı teknolojisini kullanmanın başlıca avantajlarından bazıları şunlardır:

  • Döküm veya işleme ile mümkün olmayan karmaşık, hafif geometriler oluşturabilme yeteneği
  • Kullanılmayan tozun geri dönüştürülmesi sayesinde minimum ham madde israfı
  • Hızlı prototiplemeye izin veren özel takımlara veya kalıplara ihtiyaç duymaz
  • Parçalar, dövme malzemelere uygun yüksek mukavemet, dayanıklılık, ısı ve korozyon direnci gösterir
  • Gözeneklilik ve mikro yapı kolayca kontrol edilebilir
  • Çoklu malzemeler ve alaşımlar, hatta dereceli bileşimler yazdırılabilir
  • Minimum teslim süreleriyle tam zamanında üretim sağlanır
katkılı üretim tozu
Katkı İmalat Tozu 4

Toz Yatağı Katkı İmalatının Sınırlamaları

Toz yatağı katkı imalatı ile ilişkili, dikkate alınması gereken bazı dezavantajlar:

  • Diğer işlemlere kıyasla yüksek ekipman ve işletme maliyetleri
  • Sıcak İzostatik Presleme gibi ek bir işlem genellikle gereklidir
  • Toz işleme prosedürleri ve ekipmanları özel ilgi gerektirir
  • Belirli esnek polimerlerin ve kauçuk benzeri malzemelerin basılması zorluklar yaratır
  • Çok yüksek hacimli ve seri üretim senaryoları için ideal değildir
  • Yapı odası boyutlarının getirdiği boyut kısıtlamaları, büyük parçaların yeniden tasarlanmasını gerektirebilir

SSS

S: Katkısal imalat için en yaygın kullanılan metal tozu nedir?

C: Ti-6Al-4V gibi titanyum alaşımları, yüksek mukavemet/ağırlık oranı ve biyouyumlulukları nedeniyle en popüler metal tozlarından biridir. Alüminyum alaşımları, paslanmaz çelikler, kobalt krom ve nikel süper alaşımları da çok yaygın olarak kullanılmaktadır.

S: AM süreçlerinde kullanılan tozlar ne kadar incedir?

C: Tipik boyut aralığı 10-100 mikrondur, ancak bazı süreçler 1-10 mikronluk ultra ince nano tozlar kullanabilir. 20 mikronun altındaki daha ince tozlar daha iyi çözünürlük ve doğruluk sağlar.

S: Katkısal imalat tozlarının fiyatlandırmasını neler etkiler?

C: Hammadde maliyetleri, bileşim, alaşım türü, boyut dağılımı, akışkanlık ve morfoloji gibi partikül özellikleri, saflık seviyeleri ve satın alma hacmi fiyatları belirler. Karmaşık alaşımlar daha basit olanlardan daha pahalıdır.

S: Toz partiküllerinin şekli katkısal imalat için önemli midir?

C: Evet, iyi akışkanlığa, paket yoğunluğuna ve yayılabilirliğe sahip küresel tozlar, yazdırma sırasında oldukça düzensiz veya köşeli tozlara kıyasla çok daha iyi performans gösterir. Partikül şekli yoğunluğu, katman düzgünlüğünü ve yüzey kalitesini etkiler.

S: AM süreçleri için herhangi bir hazır toz kullanılabilir mi?

C: Her zaman değil - çoğu süreç, ideal akış ve füzyonu sağlamak için 3B baskı uygulamaları için özel olarak uyarlanmış bileşimlere, boyutlara ve şekillere sahip özel tozlar gerektirir. Yalnızca sıkı kalite kontrolü olan yerleşik üreticiler önerilir.

S: Kullanılmayan metal tozu katkısal imalatta nasıl yeniden kullanılır veya geri dönüştürülür?

C: Baskılardan sonra, sinterlenmemiş toz büyük yığınları gidermek için filtrelenir ve daha sonra akışkanlığını, yoğunluğunu ve bileşimini sıkı sınırlar içinde korumak için az miktarda taze tozla karıştırılır. Bu toz geri dönüşümü maliyetleri ve atıkları önemli ölçüde azaltır.

S: Toz yatağı 3B baskıda katman delaminasyon sorunlarına ne sebep olur?

C: Katmanlar arasındaki yetersiz bağ, yetersiz ön ısıtma, düzensiz toz dağılımı, yetersiz enerji girişi, elverişsiz termal gradyanlar veya zayıf partikül paketleme yoğunluğundan kaynaklanır; bunlar yaygın nedenler arasındadır. Süreç parametrelerini optimize etmek hayati öneme sahiptir.

S: Katkısal imalat metal tozları yanıcı tehlikeler midir?

Birçok reaktif elementel ve alaşımlı toz, ince bölünmüş olduklarında son derece yanıcıdır. Uygun havalandırma, ekipmanın elektriksel olarak topraklanması, özel egzoz sistemleri, kıvılcım tespiti ve yangın söndürme temel güvenlik önlemleridir. Toz depolama ve işleme de özel önlemler gerektirir.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Bültenimize Abone Olun

Güncellemeleri alın ve en iyilerden öğrenin

Keşfedilecek Daha Fazla Şey

Scroll to Top