الصلب المقاوم للصدأ الصف 304، 316L، 430L مع عمليات تصنيع رئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد، صب الحقن

نظرة عامة متكاملة: المواد والعمليات

يسمح الجمع بين هذه الصفوف والعمليات من الفولاذ المقاوم للصدأ بتصنيع مجموعة واسعة من الأجزاء ذات الخصائص المخصصة. يلخص الجدول أدناه العلاقات الأساسية:

تحليل متعمق للمكونات

1الدرجات الفولاذ المقاوم للصدأ

304 / 304L (أوستنيتيك):

التكوين:الكروم (18-20٪) ، النيكل (8-10.5٪) ، الكربون المنخفض (<0.03٪ في الدرجة L).

الخصائص:الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر تنوعاً واستخداماً على نطاق واسع. قابلية تشكيل ممتازة ومقاومة جيدة للتآكل في معظم البيئات.الدرجة "L" لديها كربون منخفض لتحسين قابلية اللحام عن طريق منع هطول الكربيد.

نقطة ضعف:عرضة للتآكل في الحفر والشقوق في بيئات الكلوريد.

316L (Austenitic):

التكوين:الكروم (16-18٪) ، النيكل (10-14٪) ، الموليبدينوم (2-3٪) ، الكربون المنخفض.

الخصائص:يعد إضافة الموليبدينوم هو المميز الرئيسي. فهو يزيد بشكل كبير من مقاومة التآكل والتآكل من الكلوريدات (على سبيل المثال ، المياه المالحة ، المبيضات الكيميائية).إنه الاختيار الأول للبيئات القاسية والتطبيقات الحرجة، وخاصة في الصناعات الطبية والبحرية.

430L (فيرريتيك):

التكوين:الكروم (16-18 ٪) ، نيكل منخفض جدا (< 0.5 ٪) ، منخفض الكربون.

الخصائص:فولاذ مقناطيسي من الفولاذ المقاوم للصدأ مع مقاومة جيدة للتآكل في الغلاف الجوي المعتدل ومقاومة ممتازة للتشنج التآكل.عدم وجود النيكل يجعله أكثر اقتصادية ولكن أيضا أقل ديكتيل ولا يمكن تصلبها عن طريق المعالجة الحرارية.

2عمليات التصنيع

الطباعة ثلاثية الأبعاد (التصنيع الإضافي - AM):

الطريقة الأساسية:الليزر Powder Bed Fusion (L-PBF / SLM). يذوب الليزر بشكل انتقائي طبقات من مسحوق رقيق كروي لبناء أجزاء من ملف رقمي.

متطلبات المسحوق:مسحوق كروي مع نطاق حجم 15-45 ميكرومتر. وهذا يضمن تدفق ممتاز لنشر طبقات رقيقة متسقة وكثافة عالية للتعبئة لأجزاء كثيفة وقوية.

الميزة لهذه الدرجات:يخلق أجزاء معقدة للغاية وخفيفة الوزن ومخصصة (على سبيل المثال ، زرع جراحي 316L مع شبكة مسامية لدمج العظام ، أو مجموعة متنوعة من السوائل 304L المعقدة).

صناعة الصبغ بالحقن (صناعة الصبغ بالحقن المعدنية - MIM):

العملية:يتم خلط مسحوق معدني رفيع مع ربط بلاستيكي، وتصميم الحقن إلى شكل، ويتم إزالة ربط، ويتم تجميد الجزء إلى كثافة عالية.

متطلبات المسحوق:يتم تفضيل مسحوق كروي. عادة ما يكون حجم الجسيمات أكثر دقة من AM ، وغالبًا ما يكون < 22 μm.يمكن استخدام المساحيق "الراقية للغاية" (< 10 μm) لـ micro-MIM لتحقيق خصائص دقيقة للغاية وتشطيبات سطحية أكثر سلاسة.

الميزة لهذه الدرجات:مثالية للإنتاج الجماعي لأجزاء صغيرة ومعقدة وعالية القوة بتكلفة أقل من المعالجة (على سبيل المثال ، ملايين أجزاء أجهزة استشعار السيارات 430L أو أقواس تقويم الأسنان 316L).

3خصائص المسحوق

مسحوق كروي:

لماذا هو ضروري:بالنسبة لكل من AM و MIM ، توفر الجسيمات الكروية أفضل قابلية للتدفق ، وأعلى كثافة تعبئة ، وأكثر سلوك التخمير اتساقًا. وهذا يؤدي إلى تحكم أبعاد أفضل ،كثافة الجزء النهائي الأعلى، وخصائص ميكانيكية متفوقة

مسحوق فائق الدقة:

تعريف:يشير عادة إلى المساحيق ذات حجم الجسيمات أقل من 10-15 ميكرون.

حالة الاستخدامتستخدم في المقام الأول في MIM المتخصصة (وخاصة Micro-MIM) لتحقيق تفاصيل عالية جداً ، وجدران رقيقة ، وتشطيب سطح سلس مباشرة من القالب.

التحديات:ضعف التدفق، وفعالية للغاية (خطر البيروفوريك) ، وأصعب التعامل معها.أنها ليست مناسبة بشكل عام للطباعة 3D الاندماجية الطبقة الليزرية الطبق المسحوق القياسية لأنها لا تتدفق بشكل جيد بما فيه الكفاية لتشكيل طبقة متسقة.

ملخص ودليل الاختيار

• بالنسبة لجزء معقد لمرة واحدة يحتاج إلى مقاومة عالية للتآكل (على سبيل المثال، محرك مضخة كيميائية مخصصة): اختر مسحوق 316L الكروي للطباعة ثلاثية الأبعاد (L-PBF).
• للإنتاج الجماعي لجزء صغير ومعقد يحتاج إلى مقاومة جيدة للتآكل (على سبيل المثال، مقبض مقلم ليزر طبي): اختر مسحوق 316L الكروي للصب الحقن المعدني (MIM).
• بالنسبة لجزء ذو حجم كبير وحساس للتكلفة مع احتياجات تآكل معتدلة (على سبيل المثال، رابط نظام وقود السيارات): اختر مسحوق 430L الكروي لـ MIM.
• بالنسبة لنموذج أولي أو جزء وظيفي حيث التكلفة هي المفتاح والكلوريدات ليست مشكلة: اختر مسحوق 304/L الكروي للطباعة ثلاثية الأبعاد (L-PBF).
• بالنسبة لمكون مصغر مع ميزات فائقة الدقة (على سبيل المثال، معدات صغيرة للساعة أو الجهاز الطبي): اختر مسحوق كروي فائق الدقة (من أي نوع) لـ Micro-MIM. هذا مكانة ،تطبيق دقيق.