Adakah sesuai untuk menggunakan aloi berasaskan nikel untuk percetakan 3D dalam pembuatan perindustrian?

Ciri -ciri bahan nikel - aloi berasaskan termasuk "kelebihan semulajadi" mereka yang dapat bekerja dengan baik pada suhu tinggi.
Nikel - aloi berasaskan (seperti Inconel 625, Inconel 718, Hastelloy X, dan lain -lain) boleh kekal kuat dan menahan pengoksidaan dan kakisan pada suhu antara 650 dan 1000 darjah Celsius. Faedah utama teras mereka ditunjukkan dalam:
Kestabilan pada suhu tinggi: Apabila kromium (Cr), molibdenum (MO), niobium (NB), dan logam lain ditambah kepada aloi berasaskan nikel -, mereka membuat filem oksida tebal yang dapat melindungi terhadap pengoksidaan dan kakisan pada suhu tinggi. Sebagai contoh, Inconel 718 mempunyai kekuatan tegangan 1100 MPa pada 650 darjah, yang jauh lebih tinggi daripada aloi aluminium dan titanium yang tipikal.
Rintangan rintangan dan prestasi keletihan: nikel - Alloys berasaskan boleh kekal stabil di bawah panjang - istilah tinggi - pemuatan suhu kerana mekanisme pengukuhan hujan 'fasa (Ni3 (Al, Ti)) dan' 'fasa (Ni3NB). Kehidupan keletihan cakera turbin dalam enjin pesawat lebih dari 20% lebih lama selepas dibuat dengan percetakan Inconel 718 3 daripada dengan bahagian -bahagian yang tipikal.
Kestabilan kimia: nikel - aloi berasaskan sangat tahan terhadap bahan -bahan yang menghakis seperti air laut dan gas berasid. Mereka banyak digunakan dalam kejuruteraan maritim dan peralatan kimia.
Nickel - Alloys berasaskan hebat untuk percetakan 3D tinggi - bahagian suhu kerana kualiti ini. Hal ini terutama berlaku untuk membuat struktur rumit yang sukar dilakukan dengan kaedah tradisional, yang menunjukkan betapa bergunanya mereka lebih.
Proses Kesesuaian: "Resonans Teknikal" antara percetakan 3D dan nikel - Alloys berasaskan
Teknologi utama termasuk aliran bahan, kawalan tekanan terma, dan pengoptimuman mikrostruktur diperlukan untuk aloi berasaskan percetakan 3D -. Prosedur arus perdana sekarang telah mencapai tahap kematangan dalam aplikasinya:
Laser Serbuk Bed Melting (L - pbf):
Kelebihan proses: Banyak tenaga dalam laser ruang kecil boleh mencairkan nikel - serbuk aloi, membuat bahagian dengan ketumpatan lebih daripada 99.5%. Sebagai contoh, Hunan Huashu High Tech membuat komponen struktur aeroangkasa dengan menggunakan L - PBF bercetak nikel - berasaskan tinggi - sayap grid aloi saiz saiz dan 100 μm.
Kawalan Mikrostruktur: Anda boleh mendapatkan orientasi bijirin dan pengagihan fasa pemendakan dengan menukar kuasa laser dan kelajuan pengimbasan, antara lain. Menggunakan L - PBF, Avic Maite Additive Technology telah mencetak bahagian untuk drone quadcopter IN718. Selepas rawatan haba, saiz fasa '' adalah sama, dan kekuatan tegangan adalah 1300 MPa.
3DP: Menyembur gam
Keseimbangan antara kos dan kecekapan: Kaedah 3DP menggunakan pengikat untuk selektif serbuk logam ikatan. Selepas itu, serbuk degrar dan sintered untuk mendapatkan produk akhir. Ini menjadikannya baik untuk pengeluaran skala besar -. Menggunakan teknologi 3DP, Exone mencetak bahagian perindustrian yang diperbuat daripada aloi berasaskan nikel -. Ini menjimatkan 40% berbanding L - PBF dan menjadikan kekasaran permukaan (RA kurang daripada atau sama dengan 6.3 μ m) memenuhi keperluan bahagian berfungsi.
Kadar Penggunaan Bahan: Teknik 3DP pulih lebih daripada 95% serbuk, yang mengurangkan sisa bahan oleh banyak. Institut Penyelidikan Teknologi Aeroangkasa Shanghai, sebagai contoh, menggunakan 3DP cobalt cobalt kromium aloi aloi pendesak enjin, yang mengurangkan kos bahan sebanyak 30% berbanding pemutus tradisional. Kes penggunaan biasa akan berlaku dari "makmal" ke "skala."
Nickel - Percetakan 3D Alloy berasaskan telah digunakan pada skala yang signifikan dalam banyak industri perindustrian - yang tinggi. Nilainya ditunjukkan dalam prestasi yang lebih baik, masa kitaran yang lebih pendek, dan lebih banyak kebebasan reka bentuk.
Aeroangkasa: Bahagian untuk Turbin: Nickel - bilah turbin aloi berasaskan dicetak dengan L - PBF digunakan oleh Guangzhou Sailong Additive Manufacturing. Dengan meningkatkan reka bentuk saluran penyejukan di bahagian dalam, kecekapan penyejukan naik sebanyak 15% dan kehidupan bilah naik sebanyak 30%.
Sebahagian daripada struktur akhir panas: NASA menggunakan ruang pembakaran yang diperbuat daripada Grcop - 84 aloi nikel tembaga yang dicetak oleh L-PBF. Aloi ini boleh mengendalikan suhu tinggi, yang membantu ruang tujah bekerja dengan mantap pada 1200 darjah.
Alat Tenaga:
NASA HR - 1 Bilik pendorong haba nuklear dibuat oleh teknologi tambahan avic Maite menggunakan proses LP - ded (laser yang diarahkan tenaga). Ia mempunyai reka bentuk peralihan kecerunan aloi berasaskan nikel dan aloi zirkonium yang boleh mengendalikan tahap radiasi yang sangat tinggi.
Turbin Gas: Siemens Energy menggabungkan 20 bahagian biasa ke dalam satu menggunakan nikel bercetak 3D - Nozel pembakar aloi berasaskan. Ini memotong masa pemasangan sebanyak 80% dan pelepasan NOx sebanyak 20%.
Kejuruteraan Oceanographic:
Injap untuk laut dalam: 316L keluli tahan karat dan nikel - aloi berasaskan digunakan untuk membuat injap bertahan lebih lama di air laut tekanan tinggi -. Teknik percetakan 3D komposit menjadikannya 15 tahun terakhir dan bukannya 5.
Analisis Ekonomi: Dari "Kos Tinggi" hingga "Pengoptimuman Kitaran Hidup Seluruh"
Nikel - Serbuk aloi berasaskan agak mahal (sekitar 500-2000/kg), namun percetakan 3D membuat langkah ekonomi yang besar dengan cara berikut:
Penjimatan kos melalui pengoptimuman reka bentuk: Menggunakan struktur pengoptimuman topologi boleh mengurangkan penggunaan bahan sebanyak 30% hingga 50%. Sebagai contoh, Platinum membuat pendakap daripada aloi berasaskan nikel - untuk jenis drone tertentu yang 45% lebih ringan dan 20% lebih berat terima kasih kepada struktur kekisi biomimetik.
Buat kitaran R & D lebih pendek: biasanya mengambil masa 12 hingga 18 bulan untuk membuat bilah turbin baru, tetapi percetakan 3D dan teknologi kembar digital dapat memotong waktu itu hingga 3 hingga 6 bulan. Xi'an Bolite membuat cakera aloi aluminium Titanium - aluminium untuk syarikat enjin penerbangan yang hanya mengambil masa 45 hari untuk mendapatkan reka bentuk untuk ujian.
Kurangkan kos menyimpan alat ganti di tangan: Percetakan 3D membuat "- Pembuatan permintaan" mungkin dan memotong pada inventori alat ganti. Boeing telah mula menggunakan nikel bercetak 3D - Nozle Fuel Fuel, yang mengurangkan kos inventori sebanyak 60% dan masa penghantaran dari 12 minggu hingga 1 minggu.