เหมาะที่จะใช้โลหะผสมนิกเกิลสำหรับการพิมพ์ 3 มิติในการผลิตอุตสาหกรรมหรือไม่?

คุณสมบัติของวัสดุของนิกเกิล - อัลลอยด์ที่ใช้รวมถึง "ความได้เปรียบตามธรรมชาติ" ของความสามารถในการทำงานได้ดีที่อุณหภูมิสูง
นิกเกิล - อัลลอยด์ที่ใช้ (ไม่สามารถทำได้ 625, Inconel 718, Hastelloy X และอื่น ๆ ) สามารถรักษาความแข็งแกร่งและต่อต้านการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่อุณหภูมิระหว่าง 650 ถึง 1,000 องศาเซลเซียส ประโยชน์หลักของแกนกลางของพวกเขาแสดงใน:
ความเสถียรที่อุณหภูมิสูง: เมื่อโครเมียม (CR), โมลิบดีนัม (MO), niobium (NB) และโลหะอื่น ๆ จะถูกเพิ่มเข้าไปในนิกเกิล - โลหะผสมพวกเขาสร้างฟิล์มออกไซด์หนาที่สามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง ตัวอย่างเช่น Inconel 718 มีความต้านทานแรงดึง 1100 MPa ที่ 650 องศาซึ่งสูงกว่าอลูมิเนียมทั่วไปและโลหะผสมไทเทเนียม
การต้านทานการคืบและประสิทธิภาพความเหนื่อยล้า: โลหะผสม - อัลลอยด์ที่ใช้สามารถรักษาความเสถียรภายใต้ความยาว - คำสูง - การโหลดอุณหภูมิเนื่องจากกลไกการเพิ่มความเข้มแข็งของการตกตะกอนของเฟส '(Ni3 (Al, Ti)) อายุการใช้งานที่เหนื่อยล้าของแผ่นดิสก์กังหันในเครื่องยนต์เครื่องบินนานกว่า 20% หลังจากทำด้วยการพิมพ์ 718 3 d มากกว่าการพิมพ์ชิ้นส่วนที่ปลอมแปลงทั่วไป
ความเสถียรทางเคมี: โลหะผสมที่ใช้นิกเกิล - มีความทนทานต่อสารกัดกร่อนเช่นน้ำทะเลและก๊าซที่เป็นกรด พวกเขามีการใช้งานมากในวิศวกรรมการเดินเรือและอุปกรณ์เคมี
โลหะผสมที่ใช้นิกเกิล - นั้นยอดเยี่ยมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติสูง - ส่วนอุณหภูมิเนื่องจากคุณภาพเหล่านี้ นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งยากที่จะทำกับวิธีการดั้งเดิมซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีประโยชน์มากขึ้นเพียงใด
กระบวนการปรับตัว: "การสั่นพ้องทางเทคนิค" ระหว่างการพิมพ์ 3 มิติและนิกเกิล - อัลลอยด์ตาม
เทคโนโลยีที่สำคัญรวมถึงความสามารถในการไหลของวัสดุการควบคุมความเครียดจากความร้อนและการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างจุลภาคเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพิมพ์ 3D นิกเกิล - โลหะผสม ขั้นตอนกระแสหลักในปัจจุบันมีระดับครบวุฒิภาวะในแอปพลิเคชัน:
การหลอมรวมของผงเลเซอร์ (l - pbf):
ข้อได้เปรียบของกระบวนการ: พลังงานจำนวนมากในเลเซอร์อวกาศเล็ก ๆ สามารถละลายนิกเกิลได้ทั้งหมด - ผงอัลลอยด์ทำชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่นมากกว่า 99.5% ตัวอย่างเช่น Hunan Huashu High Tech สร้างส่วนประกอบโครงสร้างการบินและอวกาศโดยใช้ l - PBF ที่พิมพ์นิกเกิล - สูงขึ้นไป - อุณหภูมิผสมอุณหภูมิฮันนี่คอมบ์ที่มีขนาด 750 × 195 × 1035 มม.
การควบคุมโครงสร้างจุลภาค: คุณสามารถได้รับการวางแนวเมล็ดที่ดีที่สุดและการกระจายเฟสการตกตะกอนโดยการเปลี่ยนพลังงานเลเซอร์และความเร็วในการสแกนเหนือสิ่งอื่นใด การใช้ l - PBF เทคโนโลยีสารเติมแต่ง Avic Maite ได้พิมพ์ชิ้นส่วนสำหรับ Drone ใน In718 Quadcopter หลังการบำบัดความร้อนขนาดของเฟส '' จะเหมือนกันทั่วทุก ๆ และความต้านทานแรงดึงคือ 1300 MPa
3DP: กาวพ่น
ความสมดุลระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพ: วิธี 3DP ใช้สารยึดเกาะเพื่อเลือกผงโลหะพันธะ หลังจากนั้นผงจะถูกทำลายและเผาเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย สิ่งนี้ทำให้ดีสำหรับการผลิตสเกล - ขนาดใหญ่ ด้วยการใช้เทคโนโลยี 3DP, exone พิมพ์ชิ้นส่วนอุตสาหกรรมที่ทำจากนิกเกิล - โลหะผสมที่ใช้ สิ่งนี้จะประหยัดได้ 40% เมื่อเทียบกับ L - PBF และทำให้ความขรุขระของพื้นผิว (RA น้อยกว่าหรือเท่ากับ 6.3 μ m) ตอบสนองความต้องการของชิ้นส่วนการทำงาน
อัตราการใช้วัสดุ: เทคนิค 3DP กู้คืนมากกว่า 95% ของผงซึ่งลดลงของขยะวัสดุได้มาก ยกตัวอย่างเช่นสถาบันวิจัยเทคโนโลยีการบินและอวกาศของเซี่ยงไฮ้มีพนักงาน 3DP พิมพ์โคบอลต์โครเมี่ยมอัลลอยเครื่องยนต์เครื่องยนต์ซึ่งลดค่าใช้จ่ายวัสดุ 30% เมื่อเทียบกับการหล่อแบบดั้งเดิม กรณีการใช้งานทั่วไปจะไปจาก "ห้องปฏิบัติการ" เป็น "มาตราส่วน"
นิกเกิล - การพิมพ์โลหะผสม 3 มิติที่ใช้ในระดับที่สำคัญในอุตสาหกรรมอุตสาหกรรมที่สูง - สิ้นสุด มูลค่าของมันจะแสดงในประสิทธิภาพที่ดีขึ้นรอบเวลาที่สั้นลงและเสรีภาพในการออกแบบมากขึ้น
Aerospace: ชิ้นส่วนสำหรับกังหัน: นิกเกิล - ใบมีดกังหันอัลลอยด์ที่พิมพ์ด้วย l - PBF ถูกใช้โดยการผลิตสารเติมแต่ง Guangzhou Sailong ด้วยการปรับปรุงการออกแบบช่องระบายความร้อนภายในประสิทธิภาพการระบายความร้อนเพิ่มขึ้น 15% และอายุการใช้งานของใบมีดเพิ่มขึ้น 30%
ส่วนหนึ่งของโครงสร้างปลายร้อน: NASA ใช้ห้องเผาไหม้ที่ทำจาก GRCOP - 84 โลหะผสมทองแดงนิกเกิลที่พิมพ์โดย L-PBF โลหะผสมนี้สามารถรองรับอุณหภูมิสูงซึ่งช่วยให้ห้องแรงขับทำงานอย่างต่อเนื่องที่ 1200 องศา
เครื่องมือพลังงาน:
NASA HR - 1 ห้องขับเคลื่อนความร้อนนิวเคลียร์ทำโดยเทคโนโลยีสารเติมแต่ง Avic Maite โดยใช้ LP - DED (การสะสมพลังงานเลเซอร์) มันมีการออกแบบการเปลี่ยนแปลงการไล่ระดับสีของอัลลอยด์และอัลลอยเซอร์โคเนียมที่ใช้นิกเกิลซึ่งสามารถรองรับรังสีในระดับสูงมาก
กังหันก๊าซ: Siemens Energy รวมชิ้นส่วนทั่วไป 20 ชิ้นเป็นชิ้นเดียวโดยใช้นิกเกิลที่พิมพ์ 3 มิติ - หัวฉีดเครื่องเผาโลหะผสม สิ่งนี้จะลดเวลาประกอบ 80% และการปล่อย NOX 20%
วิศวกรรมมหาสมุทร:
วาล์วสำหรับทะเลลึก: 316L สแตนเลสและนิกเกิล - โลหะผสมที่ใช้ใช้เพื่อให้วาล์วยาวขึ้นในระดับสูง - น้ำทะเลแรงดัน เทคนิคการพิมพ์คอมโพสิต 3D ทำให้เป็นเวลา 15 ปีแทนที่จะเป็น 5
การวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจ: จาก "ต้นทุนสูง" ถึง "การเพิ่มประสิทธิภาพวงจรชีวิตทั้งหมด"
นิกเกิล - ผงโลหะผสมที่ใช้มีราคาค่อนข้างแพง (ประมาณ 500–2000/กก.) แต่การพิมพ์ 3 มิติทำให้เกิดความก้าวหน้าทางเศรษฐกิจครั้งใหญ่ในรูปแบบต่อไปนี้:
การประหยัดต้นทุนผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ: การใช้โครงสร้างการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีสามารถลดการใช้วัสดุได้ 30% ถึง 50% ตัวอย่างเช่นแพลตตินัมทำวงเล็บจากโลหะผสมนิกเกิล - สำหรับโลหะผสมตามเสียงพึมพำบางชนิดที่มีน้ำหนักเบา 45% และ stiffer 20% ต้องขอบคุณโครงสร้างตาข่าย biomimetic
ทำให้รอบการวิจัยและพัฒนาสั้นลง: โดยปกติจะใช้เวลา 12 ถึง 18 เดือนในการสร้างใบมีดกังหันใหม่ แต่การพิมพ์ 3 มิติและเทคโนโลยีคู่ดิจิตอลสามารถลดเวลานั้นได้ถึง 3 ถึง 6 เดือน Xi'an Bolite ทำไทเทเนียม - แผ่นกังหันอลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับ บริษัท เครื่องยนต์การบินที่ใช้เวลาเพียง 45 วันในการออกแบบจากการออกแบบไปสู่การทดสอบ
ลดค่าใช้จ่ายในการเก็บชิ้นส่วนอะไหล่ไว้ในมือ: การพิมพ์ 3 มิติทำให้ "on - การผลิตความต้องการ" เป็นไปได้และลดลงในสินค้าคงคลังอะไหล่ โบอิ้งเริ่มใช้นิกเกิลที่พิมพ์ 3 มิติ - หัวฉีดเชื้อเพลิงอัลลอยด์ที่ใช้ซึ่งลดต้นทุนสินค้าคงคลัง 60% และเวลาส่งมอบจาก 12 สัปดาห์เป็น 1 สัปดาห์