Ατσάλι από ανοξείδωτο χάλυβα των κλάσεων 304, 316L, 430L με βασικές διαδικασίες κατασκευής για 3D εκτύπωση, έγχυση

Ενσωματωμένη επισκόπηση: Υλικά και διαδικασίες

Ο συνδυασμός αυτών των κλάσεων και διαδικασιών ανοξείδωτου χάλυβα επιτρέπει την κατασκευή ενός ευρέος φάσματος εξαρτημάτων με εξατομικευμένες ιδιότητες.

Επεξεργασία των συστατικών

1Οι κατηγορίες από ανοξείδωτο χάλυβα

304 / 304L (Αουστενίτικη):

Σύνθεση:Χρώμιο (18-20%), Νικέλιο (8-10,5%), Χαμηλό άνθρακα (<0,03% στην κατηγορία L).

Ιδιότητες:Το πιο ευέλικτο και ευρέως χρησιμοποιούμενο ανοξείδωτο χάλυβα.Το βαθμό "L" έχει χαμηλό άνθρακα για βελτιωμένη συγκολλητικότητα με την πρόληψη της βροχόπτωσης καρβιδίων.

Αδυναμία:Ευαίσθητη σε διάτρηση και διάσπαση σε περιβάλλοντα χλωριούχου.

316L (αυστενίτης):

Σύνθεση:Χρώμιο (16-18%), Νικέλιο (10-14%), Μολυβδένιο (2-3%), Χαμηλό Ανθρακούχο.

Ιδιότητες:Η προσθήκη μολυβδενίου είναι ο βασικός διαφοροποιητής. Αυξάνει δραματικά την αντοχή σε οπή και διάβρωση από χλωρίδια (π.χ. αλμυρό νερό, χημικά λευκαντικά).Είναι η πρώτη επιλογή για σκληρά περιβάλλοντα και κρίσιμες εφαρμογές, ειδικά στις ιατρικές και θαλάσσιες βιομηχανίες.

430L (φερριτικό):

Σύνθεση:Χρώμιο (16-18%), πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο (< 0,5%), χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα.

Ιδιότητες:Μαγνητικός ανοξείδωτος χάλυβας με καλή αντοχή στη διάβρωση σε ήπιες ατμόσφαιρες και εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση από διάβρωση.Η έλλειψη νικελίου το καθιστά πιο οικονομικό αλλά και λιγότερο εύκαμπτο και δεν σκληραίνει με θερμική επεξεργασία.

2Οι διαδικασίες παραγωγής

3D εκτύπωση (προσθετική κατασκευή - AM):

Πρώτη μέθοδος:Λάιζερ Powder Bed Fusion (L-PBF / SLM). Ένα λέιζερ λιώνει επιλεκτικά στρώματα λεπτής σφαιρικής σκόνης για να κατασκευάσει μέρη από ένα ψηφιακό αρχείο.

Απαιτούμενη σκόνη:Σφαιρική σκόνη με εύρος μεγέθους 15-45 μm. Αυτό εξασφαλίζει εξαιρετική ροή για την εξάπλωση λεπτών, σταθερών στρωμάτων και υψηλή πυκνότητα συσκευασίας για πυκνά, ισχυρά μέρη.

Πλεονέκτημα για τις κατηγορίες αυτές:Δημιουργεί πολύπλοκα, ελαφριά και εξατομικευμένα μέρη (π.χ., ένα χειρουργικό εμφύτευμα 316L με πορώδες πλέγμα για την ενσωμάτωση των οστών ή μια σύνθετη πολλαπλή υγρή 304L).

Σφραγίσματα με ένεση (Metal Injection Molding - MIM):

Διαδικασία:Η λεπτή μεταλλική σκόνη αναμιγνύεται με πλαστικό σύνδεσμο, σχηματίζεται με ένεση σε ένα σχήμα, αφαιρείται το σύνδεσμο και το μέρος συγκολλάται σε υψηλή πυκνότητα.

Απαιτούμενη σκόνη:Προτιμάται σφαιρική σκόνη. Το μέγεθος των σωματιδίων είναι συνήθως λεπτότερο από το AM, συχνά < 22 μm."Υπερτελές" σκόνες (< 10 μm) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μικρο-MIM για την επίτευξη εξαιρετικά λεπτών χαρακτηριστικών και ομαλότερων επιφανειακών τελειών.

Πλεονέκτημα για τις κατηγορίες αυτές:Ιδανικό για την μαζική παραγωγή μικρών, πολύπλοκων και υψηλής αντοχής εξαρτημάτων με χαμηλότερο κόστος από την επεξεργασία (π.χ. εκατομμύρια εξαρτήματα αισθητήρων αυτοκινήτων 430L ή ορθοδοντικά στηρίγματα 316L).

3Χαρακτηριστικά της σκόνης

Σφαιρική σκόνη:

Γιατί είναι απαραίτητο:Και για τα δύο AM και MIM, σφαιρικά σωματίδια παρέχουν την καλύτερη ροή, την υψηλότερη πυκνότητα συσκευασίας και την πιο συνεπή συμπεριφορά συγκόλλησης.υψηλότερη πυκνότητα τελικού μέρους, και ανώτερες μηχανικές ιδιότητες.

Υπερτελή σκόνη:

Ορισμός:Συνήθως αναφέρεται σε σκόνες με μέγεθος σωματιδίων κάτω των 10-15 μικρών.

Υπόθεση χρήσης:Χρησιμοποιείται κυρίως σε ειδικά MIM (ειδικά Micro-MIM) για την επίτευξη πολύ υψηλής λεπτομέρειας, λεπτών τοίχων και ομαλής επιφάνειας απευθείας από το καλούπι.

Προκλήσεις:Κακή ροή, υψηλή αντιδραστικότητα (πυροφορικό κίνδυνο) και δυσκολότερη διαχείριση.Γενικά δεν είναι κατάλληλο για την τυποποιημένη 3D εκτύπωση Laser Powder Bed Fusion, καθώς δεν ρέει αρκετά καλά για να σχηματίσει ένα σταθερό στρώμα.

Σύνοψη και οδηγός επιλογής

• Για ένα σύνθετο, μονόχρονο μέρος που απαιτεί ανώτερη αντοχή στη διάβρωση (π.χ., ένα προσαρμοσμένο τροχιάς χημικής αντλίας): Επιλέξτε σφαιρική σκόνη 316L για 3D εκτύπωση (L-PBF).
• Για την μαζική παραγωγή μικρού, περίπλοκου εξαρτήματος που χρειάζεται καλή αντοχή στη διάβρωση (π.χ. χειριστή ιατρικού νυστέρι λέιζερ): Επιλέξτε σφαιρική σκόνη 316L για μεταλλική ένεση (MIM).
• Για ένα μέρος υψηλού όγκου, ευαίσθητο στο κόστος με μέτρια ανάγκη διάβρωσης (π.χ. σύνδεσμος συστήματος καυσίμου αυτοκινήτου): Επιλέξτε σφαιρική σκόνη 430L για MIM.
• Για ένα πρωτότυπο ή ένα λειτουργικό μέρος όπου το κόστος είναι το κλειδί και τα χλωρίδια δεν αποτελούν πρόβλημα: Επιλέξτε σφαιρική 304/L σκόνη για 3D εκτύπωση (L-PBF).
• Για ένα μικροσκοπικό εξαρτήμα με εξαιρετικά λεπτά χαρακτηριστικά (π.χ. ένα μικροσκοπικό κιβώτιο για ένα ρολόι ή ιατρική συσκευή): Επιλέξτε υπερλεπτή σφαιρική σκόνη (κάθε ποιότητας) για Micro-MIM.εφαρμογή υψηλής ακρίβειας.