Ikhtisar: Pelapisan Laser dengan Bubuk 316L
Pelapisan Laser, sebagai proses pencetakan 3D, adalah teknik Directed Energy Deposition (DED). Ini melibatkan pemberian makan bahan bubuk secara bersamaan dan menggunakan berkas laser berdaya tinggi untuk membuat kolam lebur pada substrat, membangun bahan lapis demi lapis untuk membentuk objek 3D atau untuk melapisi permukaan.
Baja tahan karat 316L adalah salah satu bahan paling populer dan serbaguna untuk proses ini karena keseimbangan sifatnya yang sangat baik.
Prosesnya: Cara Kerja Pelapisan Laser (DED) dengan 316L
Pemberian Makan Bubuk: Bubuk 316L berbentuk bola diberikan melalui nosel koaksial atau di luar sumbu, diarahkan secara tepat ke titik fokus berkas laser.
Peleburan Laser: Laser berdaya tinggi (seringkali laser serat) menciptakan kolam lebur kecil dan terlokalisasi di permukaan substrat (atau lapisan sebelumnya).
Deposit Bahan: 316L bubuk disuntikkan ke dalam kolam lebur ini, di mana ia langsung meleleh dan menyatu dengan substrat.
Penumpukan Lapisan: Kepala laser dan rakitan nosel bergerak sesuai jalur yang telah diprogram sebelumnya (CNC), mengendapkan jejak bahan berdampingan untuk membuat satu lapisan. Proses berulang, membangun bagian ke atas.
Perisai: Seluruh proses dilakukan di bawah selubung gas inert (Argon atau Nitrogen) untuk mencegah oksidasi baja tahan karat cair, yang sangat penting untuk menjaga ketahanan korosi 316L.
Karakteristik Utama Bubuk 316L untuk Pelapisan Laser
Sifat bubuk sangat penting untuk proses yang stabil dan berkualitas tinggi:
| Karakteristik |
Persyaratan untuk Pelapisan Laser |
Mengapa Itu Penting |
| Bentuk Partikel |
Sferis |
Memastikan aliran yang konsisten dari pengumpan, peleburan yang seragam, dan kepadatan tinggi pada bagian akhir. |
| Distribusi Ukuran Partikel |
Biasanya 45-105 µm atau 50-150 µm (lebih kasar daripada untuk Powder Bed Fusion) |
Bubuk yang lebih kasar kecil kemungkinannya akan tertiup oleh gas pelindung dan lebih cocok untuk sistem pengiriman bubuk tiup. Ia juga memiliki luas permukaan yang lebih rendah, mengurangi penyerapan oksigen. |
| Kemampuan Alir |
Sangat baik |
Mencegah penyumbatan pada pengumpan dan nosel, memastikan laju umpan material yang konsisten untuk lapisan berpakaian yang seragam. |
| Komposisi Kimia |
Harus memenuhi ASTM A240 untuk 316L (Karbon Rendah, ~17% Cr, ~12% Ni, ~2,5% Mo) |
Kandungan karbon rendah mencegah pengendapan karbida selama pendinginan cepat, menjaga ketahanan korosi. Molibdenum (Mo) adalah kunci untuk ketahanan pitting. |
Keuntungan Menggunakan 316L dalam Pelapisan Laser
Ketahanan Korosi yang Sangat Baik: Alasan utama untuk memilih 316L. Ia bekerja sangat baik di lingkungan yang keras, termasuk yang mengandung klorida (misalnya, kelautan, pemrosesan kimia).
Sifat Mekanik yang Baik: Menawarkan kombinasi kekuatan, ketangguhan, dan keuletan yang baik dalam kondisi seperti yang dilapisi.
Perbaikan dan Perbaikan: Ini adalah aplikasi utama. Komponen yang aus atau rusak (misalnya, poros, katup, impeller) yang terbuat dari baja tahan karat seri 300 dapat dipulihkan ke dimensi dan kinerja aslinya dengan melapisi dengan 316L.
Pembangunan Skala Besar & Manufaktur Hibrida: DED tidak dibatasi oleh tempat tidur bubuk, memungkinkan pembuatan struktur logam yang sangat besar atau menambahkan fitur ke bagian yang sudah ditempa atau dikerjakan.
Material Bergradasi Fungsional: Dimungkinkan untuk mencampur bubuk 316L dengan bubuk lain (misalnya, Inconel, Stellite) selama proses untuk membuat zona transisi dengan sifat bergradasi.
Aplikasi Khas
Perbaikan & Perbaikan Komponen:
Memperbaiki impeller dan casing pompa yang terkikis.
Membangun kembali poros turbin dan komponen mesin yang aus.
Memperbaiki bagian yang salah pengerjaan.
Pelapisan Permukaan untuk Perlindungan Keausan & Korosi:
Menerapkan lapisan 316L tahan korosi ke substrat baja paduan rendah yang lebih murah (misalnya, untuk tangki kimia, pipa, katup).
Manufaktur 3D dari Bagian Besar:
Membuat komponen mendekati bentuk bersih yang besar seperti baling-baling laut, katup industri, dan perkakas khusus.
Manufaktur Hibrida:
Bentuk mendekati bersih dibangun melalui DED dan kemudian diselesaikan dengan toleransi tinggi dengan permesinan CNC, semuanya pada platform mesin yang sama.
Perbandingan dengan Powder Bed Fusion (misalnya, SLM/L-PBF)
Penting untuk membedakan Pelapisan Laser (DED) dari proses pencetakan 3D yang lebih umum, Selective Laser Melting (SLM).
| Fitur |
Pelapisan Laser (DED) dengan 316L |
Powder Bed Fusion (SLM/L-PBF) dengan 316L |
| Amplop Bangun |
Sangat Besar (meter) |
Dibatasi oleh ukuran tempat tidur bubuk (biasanya < 500mm) |
| Resolusi & Finishing Permukaan |
Lebih Rendah (permukaan lebih kasar, memerlukan permesinan) |
Lebih Tinggi (detail halus, permukaan yang dibangun lebih halus) |
| Kecepatan Cetak |
Sangat Tinggi (dalam kg/jam) |
Lebih Lambat (dalam cm³/jam) |
| Akurasi & Kompleksitas |
Lebih Rendah, cocok untuk geometri yang lebih sederhana dan lebih besar |
Lebih Tinggi, mampu menghasilkan geometri yang sangat kompleks dan rumit |
| Kasus Penggunaan Utama |
Perbaikan, bagian besar, pelapis, manufaktur hibrida |
Manufaktur bagian akhir dan prototipe yang kompleks |
| Ukuran Bubuk |
Lebih Kasar (45-150 µm) |
Lebih Halus (15-45 µm) |
| Efisiensi Material |
Lebih Rendah (beberapa bubuk terbuang) |
Sangat Tinggi (bubuk yang tidak digunakan didaur ulang) |
Kesimpulan
Bubuk baja tahan karat 316L adalah bahan baku yang ideal untuk pencetakan 3D Pelapisan Laser (DED). Kombinasi ketahanan korosi yang unggul, sifat mekanik yang baik, dan kemampuan lasnya membuatnya sempurna untuk aplikasi yang menuntut seperti perbaikan komponen, perlindungan permukaan, dan pembuatan bagian industri skala besar. Meskipun tidak menawarkan detail halus dari Powder Bed Fusion, kekuatannya terletak pada kecepatan, skalabilitas, dan kemampuan uniknya untuk menambahkan material ke komponen yang ada.
Pesan Anda harus antara 20-3.000 karakter!
