1 ความแข็งแรงและความเหนียวของอุณหภูมิสูง
ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ประสิทธิภาพของวัสดุได้รับการประเมินอย่างมากจากความแข็งแกร่งและความเหนียวภายใต้สถานการณ์ที่มีอุณหภูมิสูง สำหรับการพิมพ์ 3D โลหะ วัสดุที่มีอุณหภูมิสูงจะต้องสามารถรักษาความแข็งแรงและความเหนียวได้เพียงพอแม้ในอุณหภูมิที่สูงมากซึ่งสูงกว่า 1,000 องศาเซลเซียส นอกเหนือจากจุดหลอมเหลวที่สูงของตัวสารเอง สิ่งนี้ยังจำเป็นต้องมีโครงสร้างผลึกและโครงสร้างจุลภาคที่เสถียร ที่อุณหภูมิสูงเพื่อป้องกันความล้มเหลวที่เกิดจากการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนหรือความล้าจากความร้อน
ตัวอย่างเช่น ภาคการบินและอวกาศได้ใช้โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงที่มีนิกเกิลเป็นหลัก ซึ่งรวมถึง In625 และ In718 อย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีความแข็งแกร่งและความเหนียวที่อุณหภูมิสูงที่โดดเด่น ด้วยการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะ โลหะผสมเหล่านี้สามารถผลิตส่วนประกอบที่มีรูปทรงที่ซับซ้อน เช่น ใบพัดกังหันของเครื่องยนต์ และห้องเผาไหม้ ซึ่งทำงานที่อุณหภูมิสูงมากและต้องการวัสดุที่มีประสิทธิภาพในอุณหภูมิสูงมาก
2 ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน
ปฏิกิริยาระหว่างวัสดุกับออกซิเจนจะเร็วขึ้นภายใต้อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน เพื่อยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบ วัสดุที่มีอุณหภูมิสูงสำหรับการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะจะต้องมีความต้านทานต่อออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม วัสดุจะต้องพัฒนาฟิล์มออกไซด์ที่เสถียรที่อุณหภูมิสูงเพื่อป้องกันไม่ให้ออกซิเจนกัดกร่อนวัสดุซับสเตรตเพิ่มเติม และปรับปรุงประสิทธิภาพของสารต้านอนุมูลอิสระ วัสดุที่มีความต้านทานการกัดกร่อนจะต้องรักษาประสิทธิภาพที่ดีในสภาวะที่ต้องการ รวมถึงอุณหภูมิสูง ความดันสูง และของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
การใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะช่วยให้วัสดุที่ใช้บ่อยในภาคการบินและอวกาศ เช่น โลหะผสมไททาเนียมและสแตนเลส ได้รับการปรับให้เหมาะสมกับโครงสร้างจุลภาค และปรับปรุงความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิที่ดีเยี่ยมของโลหะผสมไททาเนียมและความต้านทานการกัดกร่อนทำให้พบเห็นได้ทั่วไปในภาคส่วนเครื่องบิน โครงสร้างที่ซับซ้อนและซับซ้อนยิ่งขึ้นที่เกิดขึ้นได้ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของส่วนประกอบ
3 ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนและความเสถียร
ความเสถียรทางความร้อนที่ดีเป็นข้อกำหนดอีกประการหนึ่งสำหรับวัสดุที่มีอุณหภูมิสูงสำหรับการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะ นั่นคือประสิทธิภาพของวัสดุจะไม่แตกต่างกันมากนักตามเวลาที่อุณหภูมิสูง เพื่อป้องกันการสูญเสียประสิทธิภาพอันเนื่องมาจากการเสื่อมสภาพจากความร้อน สิ่งนี้เรียกร้องให้วัสดุมีโครงสร้างผลึกที่เสถียรและองค์ประกอบทางเคมีที่อุณหภูมิสูง เนื่องจากมีอิทธิพลโดยตรงต่อความเสถียรของมิติและความแม่นยำในการประกอบส่วนประกอบที่อุณหภูมิสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุจึงถือเป็นประเด็นสำคัญเช่นกัน
ในแง่นี้โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงที่มีนิกเกิลและเหล็กค่อนข้างประสบความสำเร็จ ในอุณหภูมิสูง พวกมันไม่เพียงแต่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำเท่านั้น แต่ยังมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีด้วย จึงรับประกันความเสถียรของมิติและความถูกต้องในการประกอบส่วนประกอบในสภาพแวดล้อมดังกล่าว คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงที่มีธาตุเหล็กและนิกเกิลเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการพิมพ์วัสดุที่มีอุณหภูมิสูงด้วยการพิมพ์โลหะ 3D ในภาคการบินและอวกาศ
4 ความต้องการหลังการประมวลผลและการจัดการวัสดุ
แม้ว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะจะให้อิสระในการออกแบบที่ยอดเยี่ยม แต่ประสิทธิภาพการประมวลผลและความต้องการหลังการประมวลผลของวัสดุยังคงต้องนำมาพิจารณาในขณะที่ประมวลผลวัสดุที่มีอุณหภูมิสูง จุดหลอมเหลวที่สูงและความสามารถในการไหลของวัสดุที่มีอุณหภูมิสูงได้ไม่ดี จำเป็นต้องมีมาตรฐานที่ดีสำหรับเครื่องจักรการพิมพ์และพารามิเตอร์กระบวนการ ดังนั้น ความสามารถในการไหลของผงโลหะ คุณสมบัติการหลอมละลายและการแข็งตัวที่เหนือกว่า ตลอดจนวิวัฒนาการของโครงสร้างจุลภาคที่คาดการณ์ได้ จึงเป็นข้อกำหนดสำหรับวัสดุที่มีอุณหภูมิสูงในการพิมพ์โลหะ 3D
นอกจากนี้ยังมีความต้องการหลังการประมวลผลค่อนข้างมากสำหรับวัสดุที่มีอุณหภูมิสูงในการพิมพ์โลหะ 3D จำเป็นต้องใช้เทคนิคการบำบัดความร้อนที่เหมาะสมเพื่อขจัดความเครียดที่ตกค้าง เพิ่มโครงสร้างจุลภาคให้สูงสุด และเพิ่มประสิทธิภาพ เนื่องจากวัสดุที่มีอุณหภูมิสูงจะไวต่อการเสียรูปจากความร้อนและการแตกร้าวที่อุณหภูมิสูง สำหรับส่วนประกอบที่มีรูปทรงทางเรขาคณิตที่ซับซ้อน เวลาเดียวกัน การรักษาพื้นผิว และวิธีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำยังช่วยให้เป็นไปตามเกณฑ์การออกแบบอีกด้วย
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-titanium-alloy-parts-in-medical.html