วิธีเลือกโลหะที่เหมาะสมสำหรับโครงการพิมพ์ 3D ของคุณ

วิศวกรคนหนึ่งเพิ่งสั่งพิมพ์โลหะ 3 มิติเป็นครั้งแรก และเพียงเขียนว่า "สแตนเลส" ในช่องวัสดุ ชิ้นส่วนมีน้ำหนักเกิน 30% และไม่ผ่านการตรวจสอบการประกอบ พวกเขาควรใช้อลูมิเนียม

ลูกค้าอีกรายเลือกอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ถูกที่สุดสำหรับต้นแบบอุปกรณ์การแพทย์ ตัวอย่างถูกปฏิเสธเนื่องจากขาดการรับรองความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่จำเป็น

ในโลกของการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ การเลือกวัสดุที่ไม่ถูกต้องไม่เพียงแต่ทำให้ใบแจ้งหนี้ของคุณเพิ่มขึ้น- แต่ยังทำให้คุณเสียเวลาในการผลิตหลายสัปดาห์และความน่าเชื่อถือของโครงการด้วย ความสำเร็จไม่ได้เกี่ยวกับการค้นหาโลหะที่ "แข็งแกร่งที่สุด"; เป็นเรื่องเกี่ยวกับการจับคู่คุณสมบัติของวัสดุกับสภาพแวดล้อมของชิ้นส่วน

เหตุใดการเลือกวัสดุจึงเป็นการตัดสินใจ-ROIสูงสุดของคุณ

ข้อผิดพลาดด้านวัสดุส่วนใหญ่เกิดจาก "แนวคิดการออกแบบแบบดั้งเดิม"-ในการเลือกโลหะเนื่องจากใช้ได้กับการตัดเฉือน CNC อย่างไรก็ตาม ในการพิมพ์ 3 มิติ การเลือกใช้วัสดุจะกำหนดระบบนิเวศการผลิตทั้งหมด ได้แก่ กระบวนการพิมพ์ โครงสร้างรองรับที่ต้องการ และความเข้มข้นของ-การประมวลผลหลัง

ข้อมูลอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่าเกือบ 35% ของการปรับปรุงโลหะ AM มีสาเหตุมาจากวัสดุที่ไม่ตรงกัน เมื่อคุณมีส่วนร่วมบริการการพิมพ์ 3 มิติโลหะไทเทเนียมตัวอย่างเช่น คุณไม่ได้เพียงแค่ซื้อโลหะเท่านั้น คุณกำลังมุ่งมั่นที่จะจัดการระบายความร้อนและวงจรบรรเทาความเครียด-โดยเฉพาะซึ่งสามารถเพิ่มต้นทุนเป็นสองเท่าหากวัสดุนั้นไม่จำเป็นอย่างเคร่งครัด

คำถามสี่ข้อที่วิศวกรทุกคนควรถาม:

ฟังก์ชันหลัก: จำเป็นต้องมีความต้านทานแรงดึงสูง หรือต้องคำนึงถึงการนำความร้อนเป็นหลัก

สภาพแวดล้อมในการทำงาน: จะต้องเผชิญกับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน การสั่นสะเทือนที่รุนแรง หรืออุณหภูมิสูงกว่า 500 องศา หรือไม่

ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ: ต้องมีการตรวจสอบย้อนกลับเกรด-ความเข้ากันได้ทางชีวภาพหรือการบินและอวกาศที่เป็นไปตามข้อกำหนดของ FDA- หรือไม่

งบประมาณที่ "ซ่อนไว้": คุณเคยรับผิดชอบหลัง-การประมวลผล (HIP, การตกแต่งด้วย CNC หรืออโนไดซ์) หรือไม่

เมทริกซ์การตัดสินใจเลือกวัสดุ

เพื่อช่วยให้คุณสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพกับต้นทุน ให้ใช้เมทริกซ์นี้เป็นจุดเริ่มต้น

1. สแตนเลส: อุปกรณ์อเนกประสงค์

สแตนเลส (316L และ 17-4PH) คิดเป็นประมาณ 35% ของการใช้ผงโลหะทั้งหมด มันเป็น "ค่าเริ่มต้น" ด้วยเหตุผล: สามารถคาดเดาได้และคุ้มค่า

316L (ทางเลือกทางทะเล/ทางการแพทย์): ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมและความเหนียวสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแปรรูปอาหารและเครื่องมือผ่าตัด

17-4PH (ตัวเลือกความแข็งแกร่ง): สามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนเพื่อให้มีความแข็งสูงขึ้นอย่างมาก

เคล็ดลับต้นทุน: ใช้ 316L เป็นฐานต้นทุน "1x" ของคุณ หากชิ้นส่วนของคุณไม่จำเป็นต้องลดน้ำหนักลงมากหรือทนความร้อนได้ 600 องศา + นี่คือตัวเลือกที่ประหยัดที่สุด-

2. อะลูมิเนียม: Speedster น้ำหนักเบา

เมื่อผู้จัดการโครงการเข้ามาตรวจสอบอลูมิเนียมพิมพ์โลหะ 3Dพวกเขามักจะไล่ตามสองสิ่ง: การลดน้ำหนักและการกระจายความร้อน

AlSi10Mg: มาตรฐานอุตสาหกรรม เบากว่าเหล็กถึง 66% และมีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีเยี่ยมสำหรับแผงระบายความร้อนและส่วนประกอบของโดรน

ข้อจำกัดที่ซ่อนอยู่: อะลูมิเนียมมีอุณหภูมิการใช้งานค่อนข้างต่ำ (ต่ำกว่า 250 องศา) นอกจากนี้ยังต้องมีการออกแบบที่รองรับอย่างระมัดระวัง เนื่องจากมีการขยายตัวทางความร้อนสูงในระหว่างการพิมพ์

โพสต์-หมายเหตุในการประมวลผล: อะลูมิเนียมแตกต่างจากไททาเนียมตรงที่ผ่านกระบวนการ CNC ได้ง่าย และสามารถชุบอโนไดซ์เพื่อต้านทานการสึกหรอได้

3. ไทเทเนียม: ตัวเลือกประสิทธิภาพระดับพรีเมี่ยม

การมีส่วนร่วมกับบริการการพิมพ์ 3 มิติ Titanium Metal 3D ระดับมืออาชีพมักเป็นหนทางเดียวสำหรับโครงการด้านการบินและอวกาศและการปลูกถ่ายทางการแพทย์

Ti-6Al-4V (เกรด 5): ให้อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีที่สุดที่มีอยู่

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 23 (ELI): เวอร์ชัน "โฆษณาคั่นระหว่างหน้าที่ต่ำเป็นพิเศษ" สำหรับการปลูกถ่ายทางการแพทย์โดยเฉพาะ ซึ่งความต้านทานต่อความเมื่อยล้ามีความสำคัญต่อชีวิต-

ความเป็นจริงด้านงบประมาณ: โดยทั่วไปแล้ว ไทเทเนียมจะมีราคาสูงกว่าสแตนเลส 3 เท่าถึง 5 เท่า ต้นทุนไม่ได้มีแค่แบบผงเท่านั้น อยู่ในสภาพแวดล้อมการพิมพ์ในห้องสุญญากาศ-และรอบเตาสุญญากาศลดความเครียดที่จำเป็น-

4. ทองแดง: ผู้เชี่ยวชาญด้านการนำไฟฟ้า

ในอดีตทองแดงการพิมพ์ 3 มิติเป็นเรื่องยากเนื่องจากการสะท้อนแสงของโลหะ ในปัจจุบัน ด้วยเทคโนโลยีเลเซอร์ขั้นสูงและโลหะผสม CuCr1Zr จึงเป็นปัจจัยสำคัญ-สำหรับขดลวดเหนี่ยวนำประสิทธิภาพสูง-และหัวฉีดจรวดที่ระบายความร้อนด้วยของเหลว-

เคล็ดลับสำหรับมืออาชีพ: ทองแดงบริสุทธิ์เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากที่สุดแต่พิมพ์ยากที่สุด CuCr1Zr นำเสนอจุดหวาน "การนำไฟฟ้า-ถึง-ความแข็งแรง" 90% ซึ่งเชื่อถือได้มากกว่ามากสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม

ข้อมูลการเปรียบเทียบทางเทคนิค

ข้อผิดพลาดทั่วไปที่เกิดขึ้น-และวิธีหลีกเลี่ยง

1. ข้อผิดพลาด "คัดลอก CNC-วาง"

อย่าเลือกอลูมิเนียม 6061 เพียงเพราะว่าชิ้นส่วน CNC ของคุณใช้มัน ในการพิมพ์ 3D AlSi10Mg คือมาตรฐาน การเปลี่ยนไปใช้โลหะผสมที่ไม่ใช่-มาตรฐานสำหรับ "ความคุ้นเคย" มักจะเพิ่มต้นทุนถึง 400% เนื่องจากการจัดหาผงแบบพิเศษ

2. มองข้าม “ภาษีสนับสนุน”

วัสดุที่มีความแข็ง เช่น อินโคเนลหรือไททาเนียม จำเป็นต้องมีโครงสร้างรองรับขนาดใหญ่เพื่อป้องกันการบิดงอ การถอดส่วนรองรับเหล่านี้ออกด้วยตนเองจะทำให้ต้องเสียค่าแรงจำนวนมาก หากการออกแบบมีความซับซ้อน วัสดุที่ "ให้อภัย" มากกว่าอย่าง 316L อาจมีราคาถูกกว่าในจำนวนสุดท้าย

3. ละเว้นความแข็งของพื้นผิว

อลูมิเนียมมีน้ำหนักเบาแต่ก็นุ่ม สำหรับการสึกหรอ-การใช้งานหนัก คุณต้องคำนึงถึงต้นทุนของการชุบอโนไดซ์แบบแข็ง-ด้วย หรือเปลี่ยนไปใช้เหล็กกล้าเครื่องมือหรือโลหะผสม CoCr

ติดต่อได้เลย

ไม่มีโลหะที่ "สมบูรณ์แบบ"-มีแต่โลหะที่เหมาะสมสำหรับการแลกเปลี่ยนเฉพาะของคุณ-ระหว่างน้ำหนัก ความแข็งแกร่ง และกระเป๋าสตางค์ ด้วยการระบุข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อมและความต้องการหลังการประมวลผล-ตั้งแต่เนิ่นๆ คุณสามารถหลีกเลี่ยงกับดัก "น้ำหนักเกิน 30%" หรือ "ความล้มเหลวในความเข้ากันได้ทางชีวภาพ" ที่ทำให้โครงการต้องหยุดชะงัก

พร้อมที่จะเพิ่มประสิทธิภาพงานสร้างถัดไปของคุณแล้วหรือยัง? ไม่ว่าคุณจะต้องการบริการพิมพ์ 3 มิติโลหะไทเทเนียมโดยเฉพาะสำหรับการบินและอวกาศ หรือทองแดงการพิมพ์ 3 มิติความนำไฟฟ้าสูง-สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทีมวิศวกรของเราสามารถเปรียบเทียบต้นทุนและประสิทธิภาพ-ต่อ{4}}ได้