산업에서 일반적으로 사용되는 금속 3D 프린팅 재료는 무엇입니까?

1. 스테인리스 스틸 : 녹에 대한 저항력과 저렴한 것 사이의 최상의 균형
스테인레스 스틸은 3D 프린팅 금속을위한 가장 진보 된 재료 시스템입니다. 2024 년에는 세계에서 사용되는 모든 금속 분말의 32%가 316L 스테인레스 스틸 가루가 될 것입니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.
부식성에 능숙합니다 : 10.5% 이상의 크롬을 가진 합금의 설계는 석유 화학 및 식품 가공과 같은 산업에서 대체 할 수 없습니다. 특정 해양 플랫폼 밸브 제조업체는 3D 프린팅 기술을 사용하여 316L 스테인리스 스틸 밸브를 만듭니다. 이 밸브는 부식성 인 해수의 표준 주물보다 3 배 더 오래 지속됩니다.
인쇄 공정에 대한 높은 공차 : 대형 용융 풀 속성으로 인해 레이저 에너지의 변화가 매우 유연하며 성공률은 98%이상입니다. 특정 자동차 부품 회사는 12 - 레이저 협력 기계를 사용하여 시간당 12kg의 스테인레스 스틸 부품을 만듭니다. 이것은 단일 레이저 기계보다 8 배 더 효율적입니다.
게시물 - 처리 솔루션은 잘 개발되었습니다. 예를 들어, 노화 처리는 Martensitic 변환을 유발하여 17-4ph 스테인레스 스틸의 인장 강도를 900mpa에서 1300mpa로 증가시킵니다. 하나의 곰팡이 회사는이 재료에서 주입 금형을 만들어 일반 H13 스틸 곰팡이보다 40% 더 길다.
2. 티타늄 합금 : 항공 우주 및 의료 지역의 중요한 재료
티타늄 합금은 높은 - 엔드 메탈 3D 인쇄 시장의 약 45%를 만듭니다. 기술 발전은 주로 다음과 같습니다.
TC4 (TI-6AL-4V)는 대규모로 사용됩니다. 레이저 스캐닝 접근법을 수정하여 원주 결정과 등의 결정의 복합 구조를 만들 수 있습니다. 뜨거운 등방성 프레스 처리와 결합하면 항공 엔진 블레이드의 피로 수명은 단조 표준보다 120% 더 길 수 있습니다. 특정 종류의 로켓 추력 챔버는 토폴로지 최적화를 사용하여 재생 냉각 채널을 구성합니다. 이로 인해 35% 가볍고 28% 저렴합니다.
생물 의학 재료 혁신의 획기적인 혁신 : 매우 생체 적합성이기 때문에 순수한 티타늄 등급 2 분말은 개별화 된 정형 외과 임플란트에 사용되었습니다. 의료 기관은 EBM (Electron Beam Melting) 기술을 사용하여 고관절 보철물을 만들었습니다. 보철물은 65% 내지 75% 사이의 다공성을 가지고 있으며, 이는 뼈 세포의 형성 속도를 3 배로 높인다.
새로운 합금 시스템 만들기 : 금속 간 화합물에 0.5% NB를 추가하면 고온에서 1000도에서 350 MPa로 더 강해졌습니다. 이것은 항공기 엔진의 터빈 블레이드에 대한 훌륭한 재료입니다. DED (Directed Energy Deposition) 기술을 사용하여 연구 기관은 특정 유형의 엔진 블레이드에서 최첨단 손상을 효과적으로 수정했습니다. 수리 층 및 기판은 420mpa의 결합 강도를 갖는다.
3. 알루미늄 합금 : 가벼운 혁명을 시작한 재료
알루미늄 합금 3D 프린팅 기술에 의해 세 가지 중요한 문제가 해결됩니다.
뜨거운 균열 제어 기술 : ALSI10mg 합금은 6% ~ 12% 실리콘을 가지므로 공허 구조를 개발합니다. 이것은 뜨거운 균열의 수를 35%에서 5% 미만으로 낮 춥니 다. 특정 새로운 에너지 차량 회사는이 재료를 사용하여 배터리 팩 브래킷을 만듭니다. 표준 다이 - 캐스팅 부품과 비교 하여이 괄호는 42% 가벼우 며 18% 더 단단합니다.
희토류를 강하게 만들기위한 시스템 생성 : AL MG SC ZR 합금에 0.4% SC를 추가하면 500mpa보다 1 μm보다 강해집니다. 특정 항공 우주 회사는이 재료에서 위성 괄호를 만들어 -196도에서 200도 사이의 크기가 안정적입니다.
대형 - 스케일 형성의 주요 발전 : 특정 회사는 1.5m × 0.8m × 0.6m 인 인쇄 캐빈을 만들었고 멀티 - 레이저 동기 스캐닝 기술을 사용하여 전체 A350 항공기 창 프레임을 인쇄합니다. 이는 전통적인 리벳 팅 구조에 비해 무게를 22% 줄이고 생산 시간을 6 주에서 72 시간으로 줄입니다.
4. 높은 - 온도 합금 : 가혹한 환경의 보호자
니켈 - 기반 High - 온도 합금은 항공기 엔진의 핫 엔드 부분에 대해 시장의 약 80%를 만듭니다. 그들의 기술 진화는 두 가지 주요 트렌드를 보여줍니다.
마이크로 크랙 제어 기술 : 레이저 에너지 밀도 (80–120J/mm ³)를 변경하고 스캐닝 간격 (0.08–0.12mm)을 변경하여 Inconel 718 합금의 균열 속도를 15%에서 0.5% 미만으로 낮출 수있었습니다. 특정 가스 터빈 회사는이 기술을 사용하여 터빈 디스크를 만듭니다. 이 디스크는 650도 및 350 MPa에서 1000 시간 동안 지속될 수 있습니다.
그라디언트 재료 인쇄 : 특정 연구 기관은 연소 챔버 벽을 니코 컬리 코팅에서 Inconel 625 기판으로 부드럽게 만드는 기능적 구배 재료 (FGM) 기술을 개발했습니다. 이것은 물질을 산화에 3 배 더 강하게 만들고 5000 회 이상의 열 사이클 수명을 제공합니다.