Overzicht: Laserbekleding met 316L poeder
Lasercladding, als 3D-printproces, is een Directed Energy Deposition (DED) -techniek.Het gaat om het tegelijkertijd voeden van poedermateriaal en het gebruik van een krachtige laserstraal om een smeltpool op een substraat te creëren, het opbouwen van materiaal laag voor laag om een 3D-object te vormen of om een oppervlak te bedekken.
316L roestvrij staal is een van de meest populaire en veelzijdige materialen voor dit proces vanwege de uitstekende balans van eigenschappen.
Het proces: hoe laserbekleding (DED) werkt met 316L
Poedervoeding: Sferisch 316L-poeder wordt gevoerd via een coaxiale of off-axis spuitstuk, precies gericht op het scherppunt van de laserstraal.
Lasersmelting: Een krachtige laser (vaak een glasvezellaser) creëert een kleine, gelokaliseerde smeltpool op het oppervlak van het substraat (of de vorige laag).
Materiële afzetting: het 316L-poeder wordt in dit smeltbad geïnjecteerd, waar het onmiddellijk smelt en met het substraat fuseert.
Laagopbouw: De laserkop en het mondstuk bewegen volgens een vooraf geprogrammeerd pad (CNC), waarbij sporen van materiaal naast elkaar worden afgezet om een enkele laag te creëren.het deel naar boven bouwen.
Bescherming: het gehele proces wordt uitgevoerd onder een sluier van inert gas (Argon of stikstof) om oxidatie van het gesmolten roestvrij staal te voorkomen,die van cruciaal belang is voor het behoud van de corrosiebestendigheid van 316L.
Belangrijkste kenmerken van 316L-poeder voor laserbekleding
De eigenschappen van het poeder zijn cruciaal voor een stabiel en kwalitatief hoog proces:
| Kenmerkend |
Verplichting voor laserbekleding |
Waarom het belangrijk is |
| Deeltjesvorm |
Sferisch |
Zorgt voor een consistente stroom van de voedingsbron, een gelijkmatige smelting en een hoge dichtheid in het einddeel. |
| Verdeling van deeltjesgrootte |
Typisch 45-105 μm of 50-150 μm (grober dan bij poederbedfusie) |
Een ruwer poeder wordt minder snel weggeblazen door het afschermingsgas en is beter geschikt voor het afleveringssysteem voor geblazen poeder. |
| Flowabiliteit |
Uitstekend. |
Vermijdt verstopping in de voeder en het spuitstuk, waardoor een consistent materiaalvoersnelheid voor uniforme beklede lagen wordt gewaarborgd. |
| Chemische samenstelling |
moet voldoen aan ASTM A240 voor 316L (laag koolstofgehalte, ~17% Cr, ~12% Ni, ~2,5% Mo) |
Het lage koolstofgehalte voorkomt dat carbide neerslaat tijdens een snelle afkoeling, waardoor de corrosiebestendigheid behouden blijft. |
Voordelen van het gebruik van 316L in laserbekleding
Uitstekende corrosiebestendigheid: de belangrijkste reden voor de keuze van 316L. Het presteert uitzonderlijk goed in ruwe omgevingen, waaronder die met chloriden (bijv. mariene, chemische verwerking).
Goede mechanische eigenschappen: biedt een combinatie van goede sterkte, taaiheid en buigzaamheid in de as-clad conditie.
Reparatie en renovatie: dit is een belangrijke toepassing.De in de bijlage vermelde methoden zijn gebaseerd op de volgende methoden:.
Grootschalige bouw en hybride productie: DED is niet beperkt door een poederbed, waardoor zeer grote metalen structuren kunnen worden gemaakt of functies kunnen worden toegevoegd aan bestaande gesmeed of bewerkte onderdelen.
Functioneel gegradeerde materialen: Het is mogelijk om 316L-poeder met andere poeders (bijvoorbeeld Inconel, Stellite) te mengen tijdens het proces om een overgangszone met gegradeerde eigenschappen te creëren.
Typische toepassingen
Reparatie en herziening van onderdelen:
Reparatie van geërodeerde pompwielers en -hulzen.
Herbouw van versleten turbineassen en motorcomponenten.
Het heropvinden van dezelfde bewerkte onderdelen.
Oppervlaktebekleding ter bescherming tegen slijtage en corrosie:
Het aanbrengen van een corrosiebestendige 316L-laag op een goedkoper, laaggelegeerd staal substraat (bijv. voor chemische tanks, leidingen, kleppen).
3D-productie van grote onderdelen:
Fabricage van grote, bijna netvormige componenten zoals scheepspropellers, industriële kleppen en aangepaste gereedschappen.
Hybride productie:
Een bijna nette vorm wordt gemaakt via DED en vervolgens afgewerkt tot een hoge tolerantie met CNC-bewerking, allemaal op hetzelfde machineplatform.
Vergelijking met poederbedfusie (bijv. SLM/L-PBF)
Het is belangrijk om Laser Cladding (DED) te onderscheiden van het meer voorkomende 3D-printproces, Selective Laser Melting (SLM).
| Kenmerken |
Laserbekleding (DED) met 316L |
Poederbedfusie (SLM/L-PBF) met 316L |
| Een envelop bouwen |
Zeer groot (in meter) |
Beperkt door de grootte van het poederbed (meestal < 500 mm) |
| Resolutie en oppervlakte afwerking |
Laagere (ruwe oppervlakte, bewerking vereist) |
Hoger (fijne details, gladder als gebouwd oppervlak) |
| Afdruksnelheid |
Zeer hoog (in kg/uur) |
Langzamer (in cm3/uur) |
| Nauwkeurigheid en complexiteit |
lager, geschikt voor eenvoudiger, grotere geometrieën |
Hoger, in staat tot zeer complexe, ingewikkelde geometrieën |
| Hoofdgebruiksgeval |
Reparatie, grote onderdelen, coatings, hybride productie |
Vervaardiging van complexe onderdelen en prototypes voor eindgebruik |
| Grootte van het poeder |
Grobere (45-150 μm) |
Fijner (15-45 μm) |
| Materiële efficiëntie |
lager (een deel van het poeder wordt verspild) |
Zeer hoog (niet-gebruikt poeder wordt gerecycled) |
Conclusies
316L roestvrij staalpoeder is een ideale grondstof voor lasercladding (DED) 3D-printen.en lasbaarheid maakt het perfect voor veeleisende toepassingen zoals reparatie van onderdelenHoewel het niet de fijne details van Powder Bed Fusion biedt, ligt de kracht ervan in de snelheid, schaalbaarheid,en het unieke vermogen om materiaal toe te voegen aan bestaande componenten.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
