После нашего внедрения различных технологий 3D-печати, сегодня мы поговорим о металлах, используемых в 3D-печати. Для начала важно отметить, что металлы широко используются в авиационной, автомобильной и биомедицинской промышленности и используют такие процессы, как селективное лазерное спекание (SLS), прямое лазерное спекание металла (DMLS) или электронный луч (EBM).
Алюминий
Этот материал является отличным компромиссом между легкостью и прочностью. Помимо устойчивости к коррозии, он также может быть сварен. По сравнению со сталями он менее устойчив и более чувствителен к высоким температурам. Он в основном используется в областях, где вес имеет важное значение, таких как механические части гоночных автомобилей, воздухоплавания, аэрокосмической, велосипедной и т. Д.
Он редко присутствует в чистом виде и чаще встречается в виде сплава с металлами, которые улучшают его физические и механические свойства, такие как кремний и магний. Типичным примером является алюминий AISi10Mg, который предлагается немецким производителем EOS в виде порошка. Это позволяет изготавливать твердые и сложные детали.
Галлий
Даже в исследованиях и разработках галлий используется в качестве сплава с 25% индия для печати объектов из небольших металлических пузырьков или из самонесущих металлических кабелей, например, для соединения электронных компонентов. Что делает этот сплав особенным, так это то, что он не только может плавиться при низкой температуре 85,46 ° F (29,7 ° C), два металла также затвердевают на воздухе, а внутренняя часть остается жидкой, что позволяет печатать гибко.
Вот видео, сделанное командой исследователей из Университета Северной Каролины, которые работают над печатью этого материала:
Цена остается основным барьером при желании коммерциализировать этот материал для использования в 3D-печати.
Сталь
Неудивительно, что, будучи одним из самых распространенных металлов в отрасли для производства всех типов деталей, сталь была первым металлом, использованным в 3D-печати. Французская компания Phoenix (купленная 3D Systems) разработала патент специально для стали.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь широко распространена в повседневной жизни, машиностроении и медицине. Он обладает хорошими металлическими свойствами и позволяет получить полированную и яркую поверхность. Несколько игроков в аддитивном производстве предлагают этот материал, такой как EOS, ProMetal или ExOne.
Также возможно напечатать детали из бронзы или золота, используя нержавеющую сталь в качестве основного материала. Слои порошка из нержавеющей стали покрыты клеем, например, для нанесения бронзы на печать.
Мародерство Стали
Компания EOS предлагает сталь Maraging Steel MS1, которая используется в производстве инструментов или форм, благодаря своей прочности и устойчивости к взлому.
Титан
Титан является флагманом медицины и авиакосмической промышленности, благодаря своему превосходному составу как по прочности, так и по весу, а также благодаря высокой устойчивости к коррозии и биосовместимости.
Как и в случае алюминия, титановые сплавы имеют улучшенные механические свойства и химическое поведение. На рынке представлены Ti6Al4V от EOS, Ti6AL4V Grade 5 и Ti6AL4V ELI Grade 2 от Arcam.
3D-печать облегчает изготовление титановых деталей и позволяет избежать загрязнений, полученных традиционными методами на этапе сварки. Однако основным недостатком этого материала является его высокая стоимость, поскольку он примерно в 50 раз больше, чем у стали.
Кобальт-хромовый
Отпечатанные с использованием технологий E-Beam (EBM) и DMLS , сплавы кобальта демонстрируют лучшее качество, чем те, которые получены с использованием традиционных методов производства, таких как литье по выплавляемым моделям.
Как и титановые сплавы, кобальт-хромовые сплавы, такие как CoCrMo, широко используются в медицине для изготовления протезов как в ортопедии, так и в стоматологии (благодаря своей жесткости, гладкости, износостойкости поверхности и отсутствию коррозии). Кроме того, в автомобильной и аэрокосмической промышленности используются некоторые жаростойкие сплавы кобальт-хром-молибден.
EOS предлагает сплавы CobaltChrome MP1 и SP2, которые устойчивы к высоким температурам при температуре 1112 ° F (600 ° C). С другой стороны, Arcam продает ASTM F75, который также широко используется для производства инструментов и литья.
Драгоценный металл
Ранее мы видели, что можно добавить клей, чтобы ввести бронзу и золото в печатный объект из стали. Существует также другой способ печати на этих металлах, который наносится расплавленным металлом. Этот слепок представляет собой форму, изготовленную из потерянного воска, а отделка выполняется вручную.
Этот метод широко используется в ювелирном деле и при изготовлении мелких предметов. Одна из проблем и ограничений этого формования заключается в том, что вы должны учитывать тонкие формы, которых следует избегать, а также обеспечивать минимальную толщину стенок от 0,8 до 1 мм.
Завершающая фаза является ключом к хорошей визуализации поверхности, особенно для серебряных монет. С золотом можно получить разные оттенки цветов (розовый, белый и желтый).
Вот видео, которое поможет вам понять применение 3D-печати на металле:
В заключение важно отметить, что сегодня можно изменять атомную структуру металла во время печати. Делая это, вы получите более быстрое и равномерное затвердевание, что может привести к более жесткому и стойкому металлу.
Интересный факт: теперь можно печатать металл дома. Vader Systems представила потребительский принтер на Maker Fair в Нью-Йорке в 2013 году.
