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金属3D打印最近很火,它都用到什么材料?

2019-10-18

金属3d打印,自上世纪90年代中期发明以来,它终于迎来了高速发展时期。国家部门和传统企业都积极促进3D印刷和工业的深度集成,以促进3D打印的市场应用,促进传统产业的转型升级。但从目前的实际情况来看,3d打印尚未形成完善的产业链,制约其发展的原因很多,其中3d打印材料的研发和应用还不成熟是关键因素。那么目前3D打印材料中最有价值的金属材料,发展到哪个阶段,不妨跟着梳理一起了解一下..

机械零件

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金属打印的吊坠

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金属打印的艺术品

金属3D打印材料的市场应用

金属3d打印材料广泛应用于石油化工、航空航天、汽车制造、注射模、轻金属合金铸造、食品加工、医疗、造纸、电力、珠宝、时尚等领域。

然而,由于金属3D印刷材料的材料性能,它们都具有特定的应用领域,因此金属3D印刷材料选择的过程是对许多因素进行加权的过程。而且,3d打印金属不仅可以由金属3d打印机的参数来决定,每种金属材料都有适合其自身特点的极限点,包括应用性、功能性、稳定性、耐用性、美观性和经济性,这些都是设计者要考虑的因素。

目前国内外金属3D打印机所用的金属粉末一般为工具钢、马氏体时效钢、不锈钢、纯钛、钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。

  1. 工具钢和马氏体钢

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以工具钢和马氏体钢为例,工具钢的适用性来源于其优异的硬度、耐磨性和变形抗力,以及在高温下保持切削刃的能力。H13型热作工具钢是一种能承受不确定时间的模具。以马氏体时效300为例,马氏体时效钢的高强韧性和尺寸稳定性是众所周知的。它们不同于其他钢,因为它们不含碳,属于金属间化合物,通过富含镍、钴和钼的冶金反应硬化。马氏体时效300具有较高的硬度和耐磨性,适用于注塑模具、轻金属合金铸造、冲压和挤压等多个模具,同时也广泛应用于航空航天、高强度机身部件和赛车零部件等领域。

2.不锈钢

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不锈钢不同于碳钢,目前铬含量不同,10.5%铬含量最低的钢合金,不锈钢不易生锈腐蚀。目前,用于金属三维打印的不锈钢主要有三种:奥氏体不锈钢316 L,马氏体不锈钢15?5PH,马氏体时效不锈钢17?4PH。

奥氏体不锈钢316l具有强度高、耐腐蚀等特点,可在较宽的温度范围内降到低温,可应用于航空航天、石油化工等工程领域,也可应用于食品加工和医疗领域。

马氏体时效不锈钢15 5PH,又称马氏体时效(沉淀硬化)不锈钢,强度高,韧性好,耐腐蚀,可进一步硬化。目前,它广泛应用于航空航天、石化、化工、食品加工、造纸和金属加工等行业。

马氏体时效不锈钢17≤4PH在315℃仍具有较高的强度和韧性,耐蚀性极强。在激光加工状态下,具有良好的扩展性。

3.合金

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3D打印材料中应用最广泛的金属粉末合金有纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、钴铬合金、铜基合金等。

1)纯钛及钛合金

目前市场上使用的纯钛,也称为市售纯钛,分为1级和2级粉末,2级比1级强,对大多数应用也具有抗腐蚀性。纯钛2具有良好的生物相容性,在医药工业中具有广阔的应用前景。

钛是钛合金工业的关键。目前,用于3d打印的钛合金主要有5级钛合金和23级钛合金。由于其优异的强韧性、耐腐蚀性、低比重和生物相容性,在航空航天和汽车制造中有着非常理想的应用。此外,由于其强度高、模量低、抗疲劳性强等优点,被用于生物医学植入物的生产。钛合金23,纯度较高,是同一牙科和医用钛牌号。

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2)铝合金

目前,用于金属3D打印的铝合金主要有AlSi12和AlSi10mg两种。铝硅12是在制造金属粉末时添加热性能良好的轻质材料,可用于热交换器或其他汽车部件等薄壁部件,也可用于航空航天、航空工业级的原型和生产部件。硅/镁组合使铝合金具有更高的强度和硬度,使其适用于薄壁和复杂的几何零件,尤其是在良好的热性能和低重量的情况下。

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5)铜基合金

铜基合金,俗称青铜,在市场上应用广泛。它具有良好的导热性和导电性。它可以结合设计自由度,生成复杂的内部结构和冷却通道。它适用于冷却更有效的工具插入模具,如半导体器件,也可用于微换热器,具有壁薄、形状复杂的特点。

以上是3D打印金属材料的一些基本情况,想要了解更多请联系我们的工程师。


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