粉末是建筑生产部件
增材制造提供了设计灵活性和材料多样性
- 通过苏罗伯茨
- 2015年9月26日
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激光烧结是一种工业3d打印或增材制造(AM)工艺,作为一种主要用于原型制作或概念验证的技术进入制造业。现在,作为一种大量生产功能部件的技术,它正在建立自己的声誉。设备制造商和材料供应商保持激光重点是先进的机床和粉末用于建立一个层一次和教育制造商和工程师关于高水平的设计灵活性与AM生产的一个部分。
北美洲公司EOS高级副总裁安德鲁·斯诺与CIM谈过,关于不断增长的AM市场和形成零件的粉末。
CIM:EOS提供AM设备和粉末有多久了?
安德鲁·雪:26年来,EOS一直致力于激光烧结技术的开发和市场推广。我们不断创新。我们有700多名员工,其中大约三分之一和15%到18%的年销售额用于研发。我们在全球安装了近2000套系统。
CIMAM已经成为公认的工业工艺26年了,为什么它最近得到了如此多的关注?
雪:你现在看到的很多运动和炒作都与消费者业务有关,以及家庭或办公室可负担得起的聚合物打印机的出现。
CIM:哪种金属可以用于激光烧结工艺?
雪:激光烧结实际上是一种微焊接过程,所以只能加工可焊接的合金。
业已商业化的粉末——马氏体时效钢、不锈钢、镍合金、钴铬、钛和铝——广泛应用于各种行业。
CIM:是否正在开发新的粉末?
雪:应用驱动材料的发展,新材料驱动新应用的发展。事实上,有一些材料还没有正式加工用于激光烧结,这些额外的材料可能会成为商业上可用的材料。但在一种粉末商业化之前,必须对其性能进行广泛的研究,需要收集数据来支持其在增材制造中使用时的机械性能。最终,这种材料需要有足够的市场需求。
新合金总是被oem,制造商和大学研究,但不是所有粉末都进入市场。可以为客户开发具有特定构建参数的材料,但它可能是专有的,也可能没有足够广泛的吸引力成为标准材料产品的一部分。
CIM: AM粉末的重要物理特性是什么?
雪:颗粒的形状非常重要。它们应该是100%球形。和粒子尺寸和分布发挥作用。我们使用约20微米的粒度分布。
CIM:制造商应该从OEM购买粉末吗?
雪:粉末可以从设备制造商或外部来源购买。一些原始设备制造商提供保证,他们的粉末将执行他们的机器。例如,我们的粉末作为预审合格的大量材料进入市场。我们通过根据我们的材料规格、一致的性能和加工参数进行质量检查来增加粉末的价值。我们在材料周围设计系统,在系统周围设计材料,使它们同步工作。
CIM:什么规格使组件成为良好的前景,从减弱到我?
雪:在许多情况下,我们发现工程师例如正在重新设计现有产品,并通过轻质原始产品来调整它们以加强制造。前端软件允许在设计中实现晶格结构以保持机械强度和性能,并从产品本身中取出大量的重量。
此外,我们还看到了部分整合。许多客户通过将10或15个部件通过钎焊或焊接组装成一个部件,从而降低组装和二次制造成本。它简化了制造过程。总的来说,激光烧结解除了传统制造的限制。传统方法无法实现的复杂零件现在可以通过增材制造实现。我们认为这是设计驱动的制造,而不是制造驱动的设计。
CIM: AM生产的机加工零件与减法生产的有什么不同?
雪在可加工性上真的没有区别。用AM生产的零件可以像其他合金一样进行加工。对待增材制造的部件就像任何传统的一块barstock或材料。
CIM: AM部件中的材料与传统技术生产的部件中的材料相比如何?
雪:与铸件相比,添加剂制造的零件中的材料具有较少的孔隙率。在产品内部可能会有一些表面孔隙和遮挡,但成品材料将具有非常高的完整性和机械性能,比使用其他工艺更接近原材料。
CIM:如何避免材料遮挡?
雪:如果它是一个非常关键的应用程序,就像为航空航天组成部分一样,许多制造商将对组件进行二次烧结,以确保不再存在微观渗透性。
CIM:上午有多友好?
雪使用激光烧结,几乎100%的未使用的粉末,或换句话说,熔化在部分,可以回收。在建造室中未使用的材料可以回收,再加工,并混合到机器为另一批。
CIM制造商还应该知道什么关于AM?
雪:与建立在大学教授的设计参数的减肥制造规范不同,我几乎没有设计限制。必须考虑很少的规则,因此它提供了新的创造性机会,并提供了设计自由。
我们开始看到一些组织、机构和大学正在制定增材制造指南,这些指南将帮助工程师了解如何设计出不同的东西,从而充分利用金属聚变技术的优势。
添加剂粉末标准材料
可用于增材制造的金属粉末及其典型应用包括:
钢铁英语学习·日文300是一种马氏体可淬硬的高韧性工具钢,它主要用于注塑模具工业,但也用于制造各种机械零件。它易于加工,可硬化至50 HRC以上,具有良好的导热性,并可抛光至镜面光洁度。
不锈钢-不锈钢系列,包括可淬硬15-5,专为通用制造。像17-4和15-5这样的粉末被用来制造医疗器械、功能原型和小型系列产品。医疗植入物、手表和珠宝、海洋工业以及其他耐腐蚀重要的应用都是从1.4404开始构建的。
镍基合金-INCONEL®合金材料用于航空航天和喷气发动机行业,因为其重量轻,强度和耐热能力。UNS N06002用于工业炉中需要承受高温条件的部件,如高温涡轮、燃烧室、滚轮炉台和支架。
钴铬合金-高温合金的强度和耐久性最初是为牙科种植开发的,现在发现在航空航天工业的应用。
钛轻量化和强度是航空航天和赛车行业需要的许多零件。像ELI这样的低氧钛被用于生物医学和高要求的工业应用。
铝-非常可焊,重量轻的压铸铝经常用于原型和生产生产零件的行业,如赛车运动。
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