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3D打印使用的金属材料有哪些?布鲁克手持式光谱仪给您完美解释
发布时间:2019-12-19 02:44:17来源:网络浏览:123次

3D打印材料按大类可分为:工程塑料、生物塑料、热固性塑料、光敏树脂、金属材料、其他等。 金属材料又分为:不锈钢、马氏体实效钢、高温合金、钛/钛合金、铝合金、镁合金、钴铬合金、铜合金、银、黄金等。

按照材料种类划分,3D打印金属材料可以分为铁基合金、钛及钛基合金、镍基合金、钴铬合金、铝合金、铜合金及贵金属等。

铁基合金是3D 打印金属材料中研究较早、较深入的一类合金,较常用的铁基合金有工具钢、316L 不锈钢、M2 高速钢、H13 模具钢和15-5PH 马氏体时效钢等。铁基合金使用成本较低、硬度高、韧性好,同时具有良好的机械加工性,特别适合于模具制造。3D打印随形水道模具是铁基合金的一大应用,传统工艺异形水道难以加工,而3D打印可以控制冷却流道的布置与型腔的几何形状基本一致,能提升温度场的均匀性,有效降低产品缺陷并提高模具寿命。

钛及钛合金赛车北京pk10网站以其显著的比强度高、耐热性好、耐腐蚀、生物相容性好等特点,成为医疗器械、化工设备、航空航天及运动器材等领域的理想材料。然而钛合金属于典型的难加工材料,加工时应力大、温度高,刀具磨损严重,限制了钛合金的广泛应用。而3D打印技术特别适合钛及钛合金的制造,一是3D打印时处于保护气氛环境中,钛不易与氧、氮等元素发生反应,微区局部的快速加热冷却也限制了合金元素的挥发;二是无需切削加工便能制造复杂的形状,且基于粉材或丝材材料利用率高,不会造成原材料的浪费,大大降低了制造成本。目前3D打印钛及钛合金的种类有纯Ti、Ti6A14V(TC4)和Ti6A17Nb,可广泛应用于航空航天零件(图3)及人工植入体(如骨骼,牙齿等)。

镍基合金赛车北京pk10网站是一类发展比较快、应用比较广的高温合金,其在650~1000°C 高温下有较高的强度和一定的抗氧化腐蚀能力,广泛用于航空航天、石油化工、船舶、能源等领域。例如,镍基高温合金可以用在航空发动机的涡轮叶片与涡轮盘。常用的3D打印镍基合金有Inconel 625、Inconel718及Inconel 939等。

布鲁克手持式光谱仪能够现场无损检测3D打印的金属材料:铁基合金、钛及钛基合金、镍基合金、钴铬合金、铝合金、铜合金及贵金属等。现场出具报告和材质成份及能谱图参考.

钴基合金赛车北京pk10网站也可作为高温合金使用,但因资源缺乏,发展受限。由于钴基合金具有比钛合金更良好的生物相容性,目前多作为医用材料使用,用于牙科植入体和骨科植入体的制造。目前常用的3D 打印钴基合金的牌号有Co 212、Co 452、Co 502和CoCr28Mo6等。

铝合金密度低,耐腐蚀性能好,抗疲劳性能较高, 且具有较高的比强度、比刚度, 是一类理想的轻量化材料。3D 打印中使用的铝合金为铸造铝合金, 常用牌号有AlSi10Mg、AlSi7Mg、AlSi9Cu3 等。韩国通信卫星Koreasat-5A及Koreasat-7 使用了SLM制造的AlSi7Mg轻量化部件,不仅由原来的多个零件合成一个整体制造,零件重量比原设计降低22%,制造成本降低30%,生产周期缩短1—2个月。其他金属材料如铜合金、镁合金、贵金属等需求量不及以上介绍的几种金属材料,但也有其相应的应用前景。

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