Zintegrowany przegląd: Materiały i procesy
Połączenie tych rodzajów stali nierdzewnej i procesów pozwala na wytwarzanie szerokiej gamy części o dostosowanych właściwościach.
| Cechy / zastosowanie |
304 / 304L ze stali nierdzewnej |
316L ze stali nierdzewnej |
430L ze stali nierdzewnej |
| Kluczowa cecha |
Dobra odporność na korozję, doskonała formowalność, opłacalność. |
Wyższa odporność na korozję (zwłaszcza w stosunku do chlorów), doskonała wytrzymałość. |
Dobra odporność na korozję i utlenianie, magnetyczna, ekonomiczna. |
| Primary 3D Printing (L-PBF) Use Case |
Części funkcjonalne, prototypy, elementy wewnętrzne, towary konsumpcyjne. |
Wysokowydajne zastosowania: morskie, chemiczne, medyczne, lotnicze. |
Specyficzne zastosowania wymagające magnetyzmu i umiarkowanej odporności na korozję (np. zawory magnetyczne, obudowy czujników). |
| Podstawowy przypadek zastosowania MIM |
Wysokiej objętości, złożone części, w których doskonała odporność na korozję nie jest istotna (np. elementy urządzeń, wyposażenie samochodowe). |
Instrumenty medyczne, narzędzia chirurgiczne, części do obsługi płynów, komponenty do agresywnych środowisk. |
Komponenty samochodowe (np. części wtryskiwaczy paliwa), części urządzeń użytkowych, w których magnetyzm i koszt są czynnikami. |
| Zalecana morfologia proszku |
Sferyczna (zarówno dla MIM, jak i AM) |
Sferyczna (zarówno dla MIM, jak i AM) |
Sferyczna (zarówno dla MIM, jak i AM) |
| Rozmiar proszku (typowy) |
AM: 15-45 μm
MIM: 5-25 μm |
AM: 15-45 μm
MIM: 5-25 μm |
AM: 15-45 μm
MIM: 5-25 μm |
Głębokie rozbicie składników
1. Stopień stali nierdzewnej
304 / 304L (Austenityczny):
Skład:Chrom (18-20%), nikel (8-10,5%), niski poziom węgla (<0,03% w klasie L).
Właściwości:Najbardziej wszechstronna i szeroko stosowana stal nierdzewna.Klasa "L" ma niski poziom węgla dla poprawy spawalności poprzez zapobieganie opadaniu węglowodorów.
Słabość:Wrażliwe na korozję dziur i szczelin w środowiskach chlorurowych.
316L (Austenityczny):
Skład:Chrom (16-18%), nikel (10-14%), molibden (2-3%), niskoemisyjny.
Właściwości:Dodawanie molibdenu jest kluczowym czynnikiem odróżniającym.Jest to najlepszy wybór dla trudnych środowisk i krytycznych zastosowań, zwłaszcza w przemyśle medycznym i morskim.
430L (ferrytyczny):
Skład:Chrom (16-18%), bardzo niski poziom niklu (< 0,5%), niski poziom węgla.
Właściwości:Magnetyczna stal nierdzewna o dobrej odporności na korozję w łagodnych warunkach atmosferycznych i doskonałej odporności na pęknięcie przez korozję.Brak niklu sprawia, że jest bardziej ekonomiczny, ale również mniej elastyczny i nie może być utwardzany przez obróbkę cieplną.
2. Procesy produkcyjne
Drukowanie 3D (produkcja dodatków - AM):
Podstawowa metoda:Laser Powder Bed Fusion (L-PBF/SLM): laser selektywnie topi warstwy cienkiego, kulistego proszku w celu zbudowania części z pliku cyfrowego.
Wymóg proszku:Proszek kulisty o zakresie rozmiaru 15-45 μm. Zapewnia to doskonałą przepływność do rozpraszania cienkiej, spójnej warstwy i wysoką gęstość pakowania gęstych, mocnych części.
Zalety dla tych klas:Tworzy wysoce złożone, lekkie i dostosowane części (np. implant chirurgiczny 316L z porowatą siatką do integracji kości lub złożony zbiornik płynu 304L).
Wstrzykiwacze:
Proces:Cienkie proszki metalowe miesza się z plastikowym wiązaczem, formowane w trybie wtryskowym, wiązacz usuwa się, a część spieka się do wysokiej gęstości.
Wymóg proszku:Preferowany jest proszek kulisty. Wielkość cząstek jest zazwyczaj mniejsza niż w przypadku AM, często < 22 μm."Ultrafinne" proszki (< 10 μm) mogą być stosowane do mikromim, aby osiągnąć niezwykle precyzyjne cechy i gładsze wykończenia powierzchni.
Zalety dla tych klas:Idealne do masowej produkcji małych, złożonych i wytrzymałych części przy niższych kosztach niż obróbka (np. miliony części czujników samochodowych o pojemności 430L lub uchwytów ortodontycznych o pojemności 316L).
3Charakterystyka proszku
Proszek kulisty:
Dlaczego jest to niezbędne:Zarówno dla AM, jak i MIM, kuliste cząstki zapewniają najlepszą przepływalność, najwyższą gęstość pakowania i najbardziej spójne zachowanie spiekania.wyższa gęstość końcowej części, i wyższe właściwości mechaniczne.
Ultrafinny proszek:
Definicja:Zazwyczaj odnosi się do proszków o rozmiarze cząstek poniżej 10-15 mikronów.
Przypadek użycia:Używany głównie w specjalistycznych MIM (zwłaszcza Micro-MIM) w celu uzyskania bardzo wysokiego szczegółowości, cienkich ścian i gładkiej powierzchni bezpośrednio z formy.
Wyzwania:Słaba przepływalność, wysoka reakcyjność (ryzyko piroforyzmu) i trudniejsza obsługa.Zasadniczo nie jest odpowiedni do standardowej druku 3D laser powodowego, ponieważ nie przepływa wystarczająco dobrze, aby utworzyć spójną warstwę.
Podsumowanie i przewodnik do wyboru
- W przypadku skomplikowanej, jednorazowej części wymagającej wyższej odporności na korozję (np. niestandardowy obrót pompy chemicznej): Wybierz kręgowy proszek 316L do druku 3D (L-PBF).
- W przypadku masowej produkcji małej, skomplikowanej części wymagającej dobrej odporności na korozję (np. uchwyt medycznego skalpela laserowego): Wybierz kręgowy proszek 316L do formowania wtryskowego metalu (MIM).
- W przypadku części o dużej objętości, o wysokiej wydajności, o umiarkowanej korozji (np. złącza do systemu paliwowego samochodów): Wybierz proszek kulisty 430L do MIM.
- W przypadku prototypu lub części funkcjonalnej, gdzie koszt jest kluczowy, a chlorydy nie są problemem: Wybierz kręgowy proszek 304/L do druku 3D (L-PBF).
- W przypadku miniaturowego komponentu o ultrafińszych cechach (np. maleńki bieg do zegarka lub urządzenia medycznego): Wybierz ultrafinny proszek kulisty (wszelkiej klasy) dla Micro-MIM.zastosowanie wysokiej precyzji.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
