5 matériaux métalliques pour l'impression 3D

Cet article présentera 5 poudres métalliques pour l'impression 3D métal. Ce sont des alliages d'aluminium , alliages de magnésium , acier inoxydable , alliages haute température , et alliages de titane .

Qu'est-ce que la technologie d'impression 3D ?

Impression 3D est une sorte de prototypage rapide technologie, qui est une technologie qui utilise des matières premières pour s'empiler couche par couche pour compléter la fabrication de modèles solides en trois dimensions. Il est basé sur des fichiers de modèles numériques et utilise des matériaux collables (tels que du plastique ou du métal en poudre, etc.) pour construire des objets en trois dimensions par impression couche par couche.

Les applications de la technologie d'impression 3D

L'impression 3D utilise généralement des imprimantes de matériaux à technologie numérique. Il est utilisé pour fabriquer des modèles dans les domaines de la fabrication de moules, du design industriel, etc. Avec le développement et la maturité de la technologie, il a été progressivement utilisé dans la fabrication directe de certains produits ou composants. La technologie d'impression 3D joue déjà un rôle dans la chaussure, le design industriel, la joaillerie, le médical, l'automobile, l'aérospatiale, l'éducation, l'architecture, le génie civil et bien d'autres.

À propos de l'impression 3D métal

Ces dernières années, l'impression 3D métallique a été considérée comme la principale direction de développement de la future industrie manufacturière, et sa vitesse de développement a largement dépassé celle de l'impression 3D non métallique. En tant que matériau de base de l'impression sur métal, les matériaux en poudre métallique constituent également un point de percée important dans le développement de la technologie d'impression 3D. Pour la recherche sur les types de matériaux en poudre métallique, il existe actuellement cinq matériaux en poudre métallique :alliage de titane, alliage d'aluminium, alliage de magnésium, superalliage et acier inoxydable.

1. Alliage de titane

Les alliages de titane présentent les avantages d'une résistance élevée, d'une résistance thermique élevée, d'une bonne résistance à la corrosion, de bonnes performances à basse température et d'une activité chimique élevée, et sont largement utilisés dans les équipements sportifs, l'industrie chimique, l'industrie nucléaire, les équipements médicaux, l'aérospatiale et d'autres domaines. . À l'heure actuelle, de nombreux pays ont réalisé l'importance des matériaux en alliage de titane.

L'alliage de titane est un nouveau matériau structurel important utilisé dans l'industrie aérospatiale. L'alliage de titane est principalement utilisé pour fabriquer des composants de compresseurs de moteurs d'avions, suivis de fusées, de missiles et de pièces structurelles d'avions à grande vitesse.

Les pièces en alliage de titane fabriquées par des techniques traditionnelles de forgeage et de coulée ont été largement utilisées dans les domaines de haute technologie.

Lors du processus de coupe, le coefficient de déformation de l'alliage de titane est faible, la température de coupe est élevée, l'outil est facile à porter et la force de coupe par unité de surface est importante. Couplé à la faible résistance à l'usure et aux mauvaises performances de traitement des alliages de titane, l'usinage des alliages de titane est très difficile et le processus de production est compliqué. Et les alliages de titane absorbent très facilement les impuretés telles que l'hydrogène, l'oxygène, l'azote et le carbone lors du travail à chaud.

Par conséquent, si les méthodes traditionnelles de forgeage et de coulée sont utilisées pour produire des pièces en alliage de titane, le coût est élevé, le taux d'utilisation des matériaux est faible, le traitement est difficile et le processus de production est compliqué. En raison de ces difficultés, l'application généralisée des alliages de titane a été entravée.

Avec le développement de la société, l'utilisation de la technologie d'impression 3D métallique peut résoudre les problèmes ci-dessus. La technologie 3D est donc devenue une nouvelle technologie pour fabriquer directement des pièces en alliage de titane ces dernières années.

2. Alliage d'aluminium

L'alliage d'aluminium possède d'excellentes propriétés physiques, chimiques et mécaniques, telles qu'une résistance spécifique élevée, une légèreté, une bonne fluidité, une forte capacité de remplissage des moules, une bonne résistance à la corrosion, un point de fusion bas, de bonnes propriétés de coulée et une maniabilité plastique. Il est largement utilisé dans l'aérospatiale, l'industrie maritime, l'industrie chimique, l'emballage métallique, la construction, l'électromécanique et les industries de première nécessité.

Cependant, dans la fusion laser sélective, les caractéristiques de l'alliage d'aluminium lui-même rendent la fabrication plus difficile. À l'heure actuelle, dans la fusion laser sélective, il existe encore des problèmes tels que l'oxydation, les contraintes résiduelles, les défauts de pores et la densité dans l'alliage d'aluminium.

3. Alliage de Magnésium

Les alliages de magnésium se caractérisent par une faible densité, une bonne dissipation de la chaleur, une résistance élevée, un grand module élastique, une bonne absorption des chocs, une plus grande capacité de charge d'impact que les alliages d'aluminium et une bonne résistance à la corrosion par les matières organiques et les alcalis. Principalement utilisé dans l'aviation, l'aérospatiale, les transports, l'industrie chimique, les fusées et d'autres domaines. De plus, dans de nombreux domaines d'application, les alliages de magnésium ont le potentiel de remplacer les alliages d'acier et d'aluminium.

Dans la fusion laser sélective, la formation d'alliages de magnésium a une dureté et une résistance plus élevées que la coulée.

4. Acier inoxydable

En raison de la bonne résistance à la corrosion de l'acier inoxydable lui-même, l'acier inoxydable peut toujours conserver ses excellentes propriétés physiques et mécaniques à des températures élevées. De plus, la poudre a une bonne formabilité, un processus de préparation simple et un faible coût. Par conséquent, dans le domaine de l'impression 3D, l'acier inoxydable est également largement utilisé.

À l'heure actuelle, la recherche sur la fusion laser sélective de l'acier inoxydable se concentre principalement sur l'augmentation de la résistance et la réduction de la porosité.

5. Alliages haute température

Les alliages à haute température font référence à une classe de matériaux métalliques à base de fer, de nickel et de cobalt qui peuvent fonctionner longtemps à des températures élevées supérieures à 600 ° C et sous certaines contraintes. Il a une excellente résistance à haute température, une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion à chaud, de bonnes propriétés de fatigue, une ténacité à la rupture et d'autres propriétés. Principalement utilisé dans l'aérospatiale, l'énergie, etc.

L'intégrité de la surface usinée des alliages haute température joue un rôle très important dans leurs performances. Cependant, les alliages à haute température sont des matériaux typiques difficiles à usiner, et des problèmes tels qu'une mauvaise qualité de surface usinée et de graves bris d'outils surviennent souvent pendant le processus d'usinage. Cela est dû à la dureté élevée de l'article micro-renforcé, à l'écrouissage sévère, à la résistance élevée aux contraintes de cisaillement et à la faible conductivité thermique, ainsi qu'aux forces de coupe et aux températures de coupe élevées dans la zone de coupe.

Avec le développement de la société, la technologie d'impression 3D est devenue une nouvelle méthode pour résoudre le goulot d'étranglement technique dans la formation d'alliages à haute température.

Conclusion

La technologie d'impression 3D à poudre métallique a obtenu certains résultats, mais les limites des matériaux d'impression affecteront le développement de la technologie d'impression 3D. Bien que de nombreux types de matériaux métalliques d'impression 3D conviennent aujourd'hui à un usage industriel, seuls les matériaux en poudre métalliques spécialisés peuvent répondre aux exigences de production.

En ce qui concerne le développement des matériaux métalliques d'impression 3D, il est également nécessaire de renforcer la recherche sur la relation entre la structure et les propriétés des matériaux sur la base des matériaux existants, d'optimiser les paramètres de processus en fonction des propriétés des matériaux, d'augmenter la vitesse d'impression et de réduire la porosité et l'oxygène. contenu et améliorer la qualité de surface. Dans le même temps, de nouveaux matériaux doivent être développés pour les rendre adaptés à l'impression 3D.