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展品预告 | 金属3D打印:可用材料强度还会更高吗?

文章和图片来源:        时间:2024.04.16        点击率:

从理论上讲,任何金属都可以用于3D打印,在高温下燃烧而非熔化的材料无法通过烧结或熔化进行安全处理,但可在通过喷嘴挤出进行3D打印时使用。也可以使用烧结(在高温和极高压力下在模具内成型)从金属粉末中制造固体物品,对于熔点非常高的金属,烧结是制造物品的可靠方法。


各种不同的金属都可以以粉末形式用于通过3D打印制造零件,钛、钢、不锈钢、铝、铜、钴铬合金、钛、钨和镍基合金都可以粉末形式用于3D打印,金、铂、钯和银等贵金属也是如此。这些不同的金属具有不同的特性,使其适用于各种应用。例如,不锈钢具有出色的耐腐蚀性,非常适合打印管道、阀门和汽轮机零件。




而配合这些材料,还有有多种3D打印金属技术,粉末融合技术,包括直接金属激光烧结 (DMLS)、SLM(选择性激光熔化)和EBM(电子束熔化),是金属增材制造中使用最广泛的技术:

直接金属激光烧结 (DMLS)
这种常用的方法是使用激光逐层烧结金属粉末以形成物体,该过程实际上并不熔化金属,用于样本制作和制造成品部件,包括医疗设备和仪器。

选择性激光熔化 (SLM)
该过程涉及使用激光在惰性气体环境中熔化粉末层内所需的材料,逐层进行以构建具有与通过铸造生成的参数相似的参数的对象,选择性激光熔化通常用于制造铝和钛零件,包括用于医疗、汽车和航空航天工业的零件。

电子束熔炼 (EBM)
这个过程类似于选择性激光熔化,除了使用电子束而不是激光来熔化材料,电子束熔炼被认为比选择性激光熔化更快、更精确,通常用于制造钴和钛制品。电子束熔炼被航空航天工业广泛用于包括发动机部件在内的物品。



还有其他技术可以或已经用于3D打印金属,尽管这些技术不像直接金属激光烧结 、选择性激光熔化或电子束熔炼那样广泛使用:

激光金属沉积 (LMD)
激光金属沉积用于航空航天、汽车和医疗行业,通过将加热的金属逐层沉积在金属基板上来制造物体,允许使用不同的材料来构建零件,并且比其他方法更快。

选择性激光烧结 (SLS)
与激光金属沉积类似,该工艺也使用激光来烧结粉末材料。它已被用于制造各种材料的物品,包括金属,然而,如今它主要用于烧结塑料,例如聚酰胺和尼龙。

粘结剂喷射(BJ)
该工艺使用一种特殊的液体来粘合粉末材料,并且比直接金属激光烧结 、选择性激光熔化或电子束熔炼更便宜。此过程提供的精度和强度并不完美,通常需要进行后处理。热等静压可用于提高成品的强度和坚固性,但这增加了成本,粘合剂喷射通常用于制造大型和复杂的样件。


目前,国内外市场上主流的金属3D打印粉末主要有铁基合金,铝基合金,钛基合金,镍基合金,钴基合金这5大类。

铁基合金:
铁基合金是工业上应用最广泛的金属材料之一,也是最早被用于3D打印的金属材料,目前适用于3D打印的铁基金属粉末包括,不锈钢,工具钢,马氏体钢等。铁基合金的打印件的身影遍布军事工业、航空航天、工业模具、汽车工业、石油化工等领域。



铝基合金:
铝基合金因为其熔点低,制造出来的成品件轻,机械性能优异,且价格便宜,在3D打印方面的使用量一直在不断增长(许多企业有零件减重的需求,后面笔者会展开讲这个问题),但铝基合金的缺点也比较明显,因为它的重量轻,所以制成的铝合金粉末的流动性相比较其他金属粉末较差,加之激光烧结时很容易在粉末颗粒周围形成氧化层,需要在高温保护下去除,但是铝不耐高温的特性,限制了这种操作。

钛基合金:
钛和钛合金具有强度和硬度高,耐腐蚀,弹性模量低等特点,是最适用于3D打印的金属材料,但它的价格相对其他合金比较昂贵,目前主要应用在航空航天、医疗(骨科植入物)、豪华汽车、赛车和专业体育设备等领域。

镍基合金:
镍合金是一种耐高温的合金,具有良好的抗拉伸、抗疲劳和抗热疲劳性能,常用来制造需要耐高温的零部件,比如飞机发动机、燃气轮、飞机涡轮发动机等零件,广泛应用在化工,电力工业和石油天然气领域

钴基合金:

钴基合金具有良好的高温性能、强度高、耐腐蚀性、耐磨和生物相容性等优点,多用在牙科、整形外科、航空航天等领域。






采用国际领先的等离子粉体材料应用技术,开发出的半导体级超纯金属粉(W、Mo、Ta)被广泛应于半导体、航空航天、医疗器械等行业,具备球形度极高、流动性好、无空心粉等特点。



1.低密度(密度仅为铁基材料的一半) 耐腐蚀,环保高节能等优异特性使其更广泛应用于高品质电子通讯中的3C产品行业;
2.回收钛合金废料的可持续发展绿色技术,将钛合金废料转化为金属增材制造原料,实现了材料的闭环循环使用;
3. 作为传统钛合金粉来源的绿色替代品,中体新材TI64 合金粉末现有月产能近 5000 公斤;
4.公司采用专用洁净车间,数字化智能平台,进行全程监控和质量控制,预计2024年末Ti64合金粉年产能将达到400吨。 



产品成分:≥99.9%
球化率:≥98%
粒度:0-53μm ;53-105μm ;105-150μm;或定制生产。

特性:铌是最轻的难熔金属,具有高熔点、高的高温强度和比强度、无放射性等特点,是航空航天发动机优选的热防护材料和结构材料。高冶新材真空气雾化制得的球形粉体,纯度高,含氧量低,松装密度高,粒度分布均匀,流动性能好,表面光滑,铺粉效果好。

应用:3D打印;激光熔覆;冷热喷涂;注射成型;热等静压;真空镀膜。
优势:高纯度,低成本;先进生产装备,高端检验检测设备;专业技能团队和研发团队;15年行业背景支持,18项研发专利支撑;可根据客户要求生产不同规格的球形粉体材料。




该材料为奥氏体不锈钢,含较高的铬、镍,具有稳定的奥氏体结构,优异的耐腐蚀性和抗氧化能力,具备良好的力学性能 、可加工性能、以及耐中子辐照性能 ,可以应用于3D打印、MIM(金属注射成型)、喷涂喷焊、PM(粉末冶金)、HIP(热等静压)等;广泛应用于化学工业、食品加工、建筑材料、医疗器械、海洋工程及汽车工业等领域。




思锐增材运用独创的粉体再生技术,将EIGA副产物粗钛粉、机加工钛屑料等废料整形改性,制成可满足3D打印、注射成型、粉末冶金等行业要求的环保、低碳原料粉材。Ti-6Al-4V(TC4)再生粉材氧含量低于2500 ppm,松装密度2.2-2.4 g/cm3(可调),振实密度2.7-3.1 g/cm3(可调),霍尔流速<50 s/50 g。3D打印件抗拉强度高达1300 MPa,屈服强度达1200 MPa,断裂延伸率大于6%。





凭借团队多年的研发与技术储备,云火材料已成功开发出了面向航空航天、半导体、新能源、消费电子等行业的各类超纯粉体,如半导体级超纯金属粉(W、Mo、Ta、Nb、Re等)、超高温合金粉(钨基合金、铌基合金、镍基合金、高熵合金等)。



过去十年中,3D打印技术由于拥有几乎可以制造出任何几何零件的能力,引领了金属制造的新时代。5月7-9日在国家会展中心(上海)TCT亚洲展上囊括了知名金属材料解决方案提供商企业,更有多家展商亮相TCT INTRODUCING舞台,重磅发布其新品!

2024年TCT亚洲展部分金属材料展商:


威拉里、宁波众远、江苏金物、南通金源、中体新材、赫格纳斯、浙江天钛、欧中材料、晨源金属、飞而康、兵科院、河北依铂、辽宁冠达、湖南奥科、中天上材、宁波尚材、陕西鼎益、星尘科技、银纳科技、有研增材、宝鸡嘉琦、西安欧中、高冶新材、星冠新材料、盘星(排名不分先后)等。


更多3D打印材料解决方案,2024年5月7-9日,前往TCT亚洲展——材料展区。现在扫码登记预约,免50元门票。




2024年观众入场仍需实名认证进场参观
建议您提前完成预约免50元门票

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TCT Asia 2024
时间与地点

5月7日 09:00 - 17:30
5月8日 09:00 - 17:30
5月9日 09:00 - 15:00

国家会展中心(上海)7.1&8.1馆