Atomização de Pó de Aço Inoxidável de Alta Qualidade em Impressão 3D por Manufatura Aditiva

O principal método para a produção de pó de aço inoxidável de alta qualidade éatomizaçãoEste processo envolve a conversão de aço inoxidável fundido em uma fina pulverização de gotículas que se solidificam em partículas de pó.

O aço fundido é desintegrado por um jato de água a alta pressão.Press-and-SinterA forma irregular permite uma boa resistência verde e integridade da peça antes da sinterização.São geralmente mais económicos, mas têm um maior teor de oxigénio.

Um gás inerte (normalmente argônio ou nitrogênio) é usado para quebrar o fluxo de metal fundido.

• Baixo teor de oxigénio:Crucial para boas propriedades mecânicas e soldabilidade.
• Excelente fluidez:É essencial para espalhar camadas finas e consistentes emFabricação aditiva (impressão 3D).
• Alta densidade de embalagem:É benéfico para processos como a prensagem isostática a quente (HIP).

Outros métodos incluem o processo de eletrodo rotativo de plasma (PREP) e a eletrólise, mas a atomização é a mais comum para volumes industriais.

O desempenho do pó de aço inoxidável é definido por várias características críticas:

• Distribuição do tamanho das partículas (PSD):Medido em mícrons (μm). Um PSD típico para fabricação aditiva pode ser de 15-45 μm, enquanto para moldagem por injeção de metal pode ser de 2-20 μm. Um PSD controlado é vital para a repetibilidade do processo.
• Forma da partícula:Tal como mencionado, isto é dependente do processo (esférico para AM, irregular para MIM).
• Densidade aparente:A massa por unidade de volume do pó não compactado.
• Fluência:Tempo necessário para uma quantidade específica de pó fluir através de um funil padronizado.
• Composição química:Deve corresponder às especificações do grau de aço inoxidável desejado (por exemplo, 316L, 17-4PH).e Molibdênio (para uma maior resistência à corrosão por picadas).
• Piroforicidade:Os pós de metais finos podem ser inflamáveis ou explosivos quando suspensos no ar. O pó de aço inoxidável é menos pirofórico do que alguns metais (como o alumínio),mas ainda requer manuseio cuidadoso para evitar explosões de poeira.

• 316L:O grau mais utilizado para fabricação aditiva e MIM. Excelente resistência à corrosão, boas propriedades mecânicas e biocompatibilidade.e aplicações de processamento de alimentos.
• 304L:Semelhante ao 316L, mas com menor níquel e sem molibdênio, tornando-o um pouco menos resistente à corrosão, mas mais econômico.

• 17-4PH (630):Pode ser tratado termicamente após a fabricação para alcançar uma força e dureza muito elevadas, mantendo uma boa resistência à corrosão.
• 420:Oferece alta dureza e resistência ao desgaste após tratamento térmico, mas com menor resistência à corrosão do que as classes austeníticas.

• Duplex 2205:Caracterizado por uma microestrutura mista de austenita e ferrita, resultando em uma resistência muito elevada e excelente resistência à cracagem por corrosão por estresse.

O pó de aço inoxidável é a matéria-prima para várias tecnologias de fabrico avançadas:

• Fusão por laser em leito de pó (L-PBF):Um laser derrete seletivamente camadas de pó para construir componentes complexos, leves e integrados diretamente a partir de um modelo CAD.
• Jato de ligação:Um aglutinante líquido é lançado sobre o leito de pó para formar uma parte "verde", que é posteriormente sinterizada em um forno.
• Deposição de energia dirigida (DED):O pó é soprado em uma piscina de fusão criada por um laser ou feixe de elétrons, normalmente usado para reparar ou adicionar recursos a peças existentes.

O pó é misturado com um ligador de polímero para criar uma matéria-prima que é moldada por injeção em um molde.Ideal para produção em massa de pequenas, partes complexas.

O pó é colocado num recipiente e submetido a alta temperatura e pressão de gás isostático, consolidando-se num billete ou componente totalmente denso, quase em forma de rede.

O pó é pressionado em uma matriz rígida para formar um compacto "verde", que é então sinterizado em um forno de atmosfera controlada.

• Liberdade de conceção:Permite a produção de geometrias altamente complexas, canais internos e estruturas de rede.
• Eficiência dos materiais:Os processos de forma quase de rede minimizam o desperdício de material em comparação com a usinagem subtrativa.
• Consolidação de partes:Vários componentes podem ser projetados e impressos como uma única peça, melhorando a confiabilidade e reduzindo a montagem.
• Excelentes propriedades:As peças finais podem atingir propriedades mecânicas e resistência à corrosão comparáveis e, por vezes, superiores às suas contrapartes forjadas.
• Produção em massa:Processos como o MIM permitem a produção em grande volume de peças complexas.

O pó de aço inoxidável requer protocolos de segurança rigorosos:

• Prevenção de explosões:Devem ser armazenados e manuseados em atmosferas inertes (por exemplo, nitrogénio) ou com equipamento à prova de explosão.
• Saúde e Segurança:A inalação de pó metálico fino é perigosa para a saúde. As operações devem ser realizadas em áreas bem ventiladas ou em sistemas fechados (como impressoras AM),e o pessoal deve usar equipamento de proteção individual (EPI) adequado, como respiradores.
• Armazenamento:Armazenado num local fresco e seco em recipientes selados para evitar a absorção de humidade e oxidação.