1 Kekuatan dan keliatan suhu tinggi
Dalam industri aeroangkasa, prestasi bahan banyak dinilai berdasarkan kekuatan dan keliatan di bawah situasi suhu tinggi. Untuk cetakan 3D logam, bahan suhu tinggi mesti dapat mengekalkan kekuatan dan keliatan yang mencukupi walaupun pada suhu yang sangat tinggi-lebih daripada 1000 darjah C. Selain daripada takat lebur bahan yang tinggi itu sendiri, ini memerlukan struktur kristal dan mikrostruktur yang stabil pada suhu tinggi untuk mengelakkan kegagalan yang disebabkan oleh ubah bentuk haba atau kelesuan haba.
Sebagai contoh, sektor aeroangkasa telah menggunakan aloi suhu tinggi berasaskan nikel secara meluas termasuk In625 dan In718 kerana kekuatan dan keliatan suhu tinggi yang luar biasa. Menggunakan teknologi percetakan 3D logam, aloi ini boleh dihasilkan komponen dengan geometri yang rumit, seperti bilah turbin enjin dan ruang pembakaran, yang berjalan pada suhu yang luar biasa dan memerlukan bahan dengan prestasi suhu tinggi yang hebat.
2 Rintangan kepada Pengoksidaan dan Kakisan
Tindak balas antara bahan dan oksigen akan mempercepatkan di bawah suhu tinggi, menyebabkan pengoksidaan dan kakisan. Untuk memanjangkan hayat perkhidmatan komponen, bahan suhu tinggi untuk percetakan 3D logam mesti mempunyai rintangan pengoksidaan dan kakisan yang hebat. Bahan mesti menghasilkan filem oksida yang stabil pada suhu tinggi untuk mengelakkan oksigen daripada terus menghakis bahan substrat dan seterusnya meningkatkan prestasi antioksidan. Bahan dengan rintangan kakisan mesti mengekalkan prestasi yang baik dalam keadaan yang mencabar termasuk suhu tinggi, tekanan hebat dan cecair menghakis.
Menggunakan teknologi percetakan 3D logam membolehkan bahan yang sering digunakan dalam sektor aeroangkasa-seperti aloi titanium dan keluli tahan karat-dioptimumkan untuk struktur mikronya dan dipertingkatkan untuk rintangan pengoksidaan dan kakisan. Sebagai contoh, suhu hebat aloi titanium dan rintangan kakisan menjadikannya agak biasa dalam sektor pesawat. Pembinaan yang lebih canggih dan rumit yang dimungkinkan oleh teknologi percetakan 3D membantu meningkatkan rintangan kakisan komponen.
3 Pekali pengembangan terma dan kestabilan
Kestabilan haba yang baik adalah satu lagi keperluan untuk bahan suhu tinggi untuk percetakan 3D logam; iaitu, prestasi bahan tidak akan banyak berubah mengikut masa pada suhu tinggi. Untuk mengelakkan kehilangan prestasi yang disebabkan oleh penuaan haba, ini memerlukan bahan mempunyai struktur kristal yang stabil dan komposisi kimia pada suhu tinggi. Memandangkan ia secara langsung mempengaruhi kestabilan dimensi dan ketepatan pemasangan komponen pada suhu tinggi, pekali pengembangan haba bahan juga merupakan isu penting dalam fikiran.
Dalam pengertian ini, aloi suhu tinggi berasaskan nikel dan berasaskan besi agak berjaya. Dalam suhu tinggi, ia bukan sahaja mempunyai pekali pengembangan haba yang rendah tetapi juga kestabilan haba yang hebat, dengan itu menjamin kestabilan dimensi dan ketepatan pemasangan komponen dalam persekitaran tersebut. Ciri-ciri ini menjadikan aloi suhu tinggi berasaskan besi dan nikel sebagai pilihan ideal untuk pencetakan logam 3D bahan suhu tinggi dalam sektor aeroangkasa.
4 Keperluan untuk pemprosesan pasca dan pengendalian bahan
Walaupun teknologi percetakan 3D logam menawarkan kebebasan reka bentuk yang hebat, prestasi pemprosesan dan keperluan pasca pemprosesan bahan masih perlu diambil kira semasa memproses bahan bersuhu tinggi. Takat lebur yang tinggi dan kebolehliliran bahan suhu tinggi yang lemah memerlukan piawaian yang hebat untuk mesin cetak dan parameter proses. Oleh itu, kebolehliran serbuk yang unggul, sifat lebur dan pemejalan, serta evolusi mikrostruktur yang boleh diramal, adalah keperluan untuk bahan bersuhu tinggi pencetakan 3D logam.
Tambahan pula, terdapat keperluan pasca pemprosesan yang agak besar untuk bahan suhu tinggi dalam percetakan 3D logam. Teknik rawatan haba yang sesuai diperlukan untuk menghilangkan tekanan sisa, memaksimumkan struktur mikro, dan meningkatkan prestasi kerana bahan suhu tinggi sensitif kepada ubah bentuk terma dan keretakan pada suhu tinggi. Bagi komponen dengan bentuk geometri yang rumit, pada masa yang sama, rawatan permukaan dan kaedah pemesinan ketepatan juga membantu untuk memenuhi kriteria reka bentuk.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-titanium-alloy-parts-in-medical.html