Ali je primerno za uporabo zlitin na osnovi niklja za 3D tiskanje v industrijski proizvodnji?

Materialne lastnosti zlitin na osnovi niklja - vključujejo njihovo "naravno prednost", da lahko dobro delajo pri visokih temperaturah.
Zlitine na osnovi niklja - (taki Inconel 625, Inconel 718, Hastelloy X in drugi) lahko ostanejo močni in se upirajo oksidaciji in koroziji pri temperaturah med 650 in 1000 stopinj Celzija. Glavne prednosti njihovega jedra so prikazane v:
Stabilnost pri visokih temperaturah: Ko se kromu (CR), molibden (MO), niobium (NB) in druge kovine dodajo zlitinami na nikljiku -, ustvarijo debel oksidni film, ki lahko pri visokih temperaturah zaščiti pred oksidacijo in korozijo. Na primer, Inconel 718 ima natezno trdnost 1100 MPa pri 650 stopinjah, kar je veliko več kot pri tipičnih aluminijevih in titanskih zlitinah.
Upornost proti lezenju in uspešnost utrujenosti: zlitine na osnovi niklja - lahko ostanejo stabilne pod dolgim ​​- terminskim izrazom - temperaturne obremenitve zaradi mehanizma za krepitev padavin (ni3 (Al, ti)) in '' faza (AL, TI)) in ''. Življenje utrujenosti turbinskega diska v letalskem motorju je več kot 20% daljše po izdelavi z inconel 718 3 d tiskanjem kot s tipičnimi ponarejenimi deli.
Kemična stabilnost: zlitine na osnovi niklja - so zelo odporne na korozivne snovi, kot so morska voda in kisli plini. Veliko se uporabljajo v pomorskem inženiringu in kemični opremi.
Nikelj - zlitine so odlične za 3D tiskanje visoko - temperaturne dele zaradi teh lastnosti. To še posebej velja za izdelavo zapletenih struktur, ki jih je težko storiti s tradicionalnimi metodami, kar kaže, kako koristne so še več.
Prilagodljivost procesa: "Tehnična resonanca" med 3D -tiskanjem in zlitinami na osnovi niklja -
Ključne tehnologije, vključno s pretočnostjo materiala, nadzorom toplotnega napetosti in mikrostrukturo, so potrebne za 3D -tiskarske zlitine -. Sedanji glavni postopek je v svojih aplikacijah dosegel raven zrelosti:
Lasersko topljenje postelje v prahu (l - pbf):
Prednost postopka: Veliko energije v majhnem prostoru lahko popolnoma topi nikelj - zlitinski prah na osnovi na osnovi niklja, s čimer je deli z gostoto več kot 99,5%. Na primer, Hunan Huashu High Tech izdeluje letalske strukturne komponente z uporabo l - PBF natisnjenega niklja - na osnovi visokega - temperaturne zlitine satja omrežja, ki so 750 × 195 × 1035 mm v velikosti in 100 μm.
Nadzor mikrostrukture: med drugim lahko dobite najboljšo porazdelitev zrna in faze padavin s spreminjanjem laserske moči in hitrosti skeniranja. Z uporabo l - PBF je Avic Maite Aditive Technology natisnil dele za četverico in kvadkopter. Po toplotni obdelavi je velikost faze enaka vsepovsod, natezna trdnost pa 1300 MPa.
3DP: Razprševanje lepila
Ravnotežje med stroški in učinkovitostjo: metoda 3DP uporablja vezivo za selektivno vezavo kovinskih praškov. Po tem se praški razmilijo in sintrajo, da dobijo končni izdelek. Zaradi tega je dobro za veliko - proizvodnjo lestvice. Z uporabo tehnologije 3DP Exone natisne industrijske dele, narejene iz zlitin na osnovi niklja -. To prihrani 40% v primerjavi z L - PBF in naredi površinsko hrapavost (RA manj ali enaka 6,3 μm) izpolnjuje potrebe delovnih delov.
Stopnja uporabe materialov: tehnika 3DP povrne več kot 95% prahu, kar za veliko zmanjša materialne odpadke. Shanghajski raziskovalni inštitut za vesoljsko tehnologijo na primer uporablja 3DP -tiskane kobaltne kromične zlitine z zlitinami, ki znižajo stroške materiala za 30% v primerjavi s tradicionalnim vlivanjem. Primer pogoste uporabe gre od "laboratorija" do "lestvice".
Nikelj - zlitina na osnovi 3D tiskanja na osnovi v velikem obsegu v mnogih visokih - končnih industrijskih industrijah. Njegova vrednost je prikazana v boljših zmogljivostih, krajših časih cikla in več oblikovalske svobode.
Aerospace: Deli za turbine: nikelj - zlitine turbine na osnovi natisnjenih z l - PBF uporablja Guangzhou Sailong Aditive Manufacturing. Z izboljšanjem zasnove hladilnih kanalov na notranji strani se učinkovitost hlajenja poveča za 15%, življenjska doba rezil pa za 30%.
Del strukture vročega konca: NASA uporablja zgorevalno komoro, narejeno iz Grcop - 84 bakrene nikljeve zlitine, natisnjeno z L-PBF. Ta zlitina lahko obvlada visoke temperature, kar pomaga potisni komori, ki stalno deluje pri 1200 stopinjah.
Energetska orodja:
Nasa HR - 1 jedrska toplotna pogonska soba je izdelala s pomočjo AVIC Maite Aditive Technology s postopkom LP - ded (lasersko usmerjeno odlaganje energije). Ima gradientno zasnovo zlitine na osnovi niklja in cirkonijeve zlitine, ki lahko obvlada zelo visoke ravni sevanja.
Plinska turbina: Siemens Energy združuje 20 značilnih delov v ene z uporabo 3D tiskanega niklja - na osnovi zlitine. To skrajša čas montaže za 80% in Emisije NOX za 20%.
Oceanografski inženiring:
Ventil za globoko morje: 316L iz nerjavečega jekla in niklja - zlitina se uporablja za to, da se ventil zdrži dlje v visoki - tlačni morski vodi. Sestavljena tehnika 3D tiskanja je trajala 15 let namesto 5.
Ekonomska analiza: od "visokih stroškov" do "celotne optimizacije življenjskega cikla"
Nikelj - zlitinski prah je precej drag (približno 500–2000/kg), vendar 3D tiskanje na naslednje načine naredi velike gospodarske korake:
Prihranki stroškov z optimizacijo oblikovanja: Uporaba strukture za optimizacijo topologije lahko zmanjša uporabo materiala za 30% do 50%. Na primer, Platinum je naredil nosilec iz niklja - zlitine za določeno vrsto drona, ki je 45% lažji in 20% trdnejši zahvaljujoč biomimetični strukturi rešetke.
Naj bo cikel raziskav in razvoja krajši: običajno traja 12 do 18 mesecev, da naredite novo turbinsko rezilo, vendar lahko 3D tiskanje in digitalne dvojne tehnologije ta čas zmanjšajo na 3 do 6 mesecev. Xi'an Bolite je za letalsko podjetje, ki je trajalo le 45 dni, od oblikovanja do testiranja, za letalsko motorno podjetje izdelal titanij - aluminijeve zlitine.
Zmanjšajo stroške hranitve rezervnih delov pri roki: 3D tiskanje omogoča "na - izdelava povpraševanja" in se zmanjša na popis rezervnih delov. Boeing je začel uporabljati 3D natisnjene nikljeve - zlitine z zlitinami goriva, ki znižajo stroške zalog za 60% in dostavo od 12 tednov na 1 teden.