3D-печать металлическим порошком позволяет изготавливать демонстрационные модели или функциональные детали из любого сплава. Кроме классических «чистых» материалов, используется широкий спектр композитов, создаваемых под определенные задачи.

Трехмерная печать металлами – это революционная технология послойного спекания мелких гранул с помощью иттербиевого лазера, известная как селективное лазерное плавление (SLM). Готовые изделия визуально такие же, как образцы, созданные классическими методами. Однако они могут выгодно выделяться более легким весом или повышенной прочностью.

Металлические порошки – особенности применения

Сырье для 3D-оборудования выпускается в форме сферических гранул с размером зерна 4-80 мкрн. Данная величина влияет на толщину стенок выращиваемого объекта, равномерность слоев, прочность готового образца. Порошковые смеси не всегда однородны по составу. Путем сочетания частиц разнообразных металлов можно получать ресурсы с неповторимыми механическими или технологическими свойствами.

Разным сплавам нужная различная тепловая обработка, поэтому для работы с металлами используются принтеры с подогреваемой платформой построения.

Для изготовления геометрически сложных конфигураций, создания объектов с повышенной плотностью, обеспечения точности соблюдения размеров или стабильной повторяемости используются уникальные составы, разработанные для конкретных задач.

Преимущества 3D-печати металлическими порошками:

• процесс построения объектов осуществляется быстрее из-за необязательности полного расплавления гранул;
• нет потребности в дополнительном материале поддержки;
• можно изготавливать предметы больших размеров;
• допускается одновременно выстраивать несколько мелких принтов;
• хорошие механические характеристики деталей;
• высокая размерная точность плюс прочность предметов;
• малый вес и термоустойчивость распечатываемых изделий;
• отсутствие ограничений по сложности геометрии конструкции.

Печать металлическими порошками востребована в авиакосмическом секторе, робототехнике, металлургии, автомобильной отрасли, пищевой и нефтегазодобывающей промышленности, электронике, медицине, ювелирном деле, дизайне. Объекты, напечатанные на 3D-принтере из разнообразных сплавов, используются в исследовательских и образовательных центрах, конструкторских бюро.

Наиболее распространенные металлические порошки для 3D-принтеров

Современные аддитивные установки рассчитаны на работу с широкой номенклатурой сплавов, которые были тщательно протестированы на жароустойчивость, неуязвимость к коррозии или механическому воздействию, биосовместимость и безопасность. Каждый состав вобрал в себя характеристики входящих в него металлов, поэтому производители могут выбрать материал для печати изделий с конкретными характеристиками. Титан, сталь, алюминий, никель – самые исследованные металлы из-за широкого спектра областей внедрения.

Стальная печать

Сталь востребована в аддитивном производстве из-за повышенной прочности и пригодности для эксплуатации в различных сферах. Нержавейка – самый популярный вид данного металла. Материал устойчив к коррозии и может подвергаться термообработке.

Инструментальные стали применяются для изготовления крепких режущих, измерительных и т.п. приспособлений, рассчитанных на большие нагрузки и использование в экстремальных условиях. Готовые изделия оптимизированы по прочности и износоустойчивости.

Титановая печать

Уникальные свойства и доступная цена титана сделали его идеальным материалом для 3D-построения. Металл (Ti6Al4V, Ti6Al7Nb) крепок, легок, химически устойчив и биосовместим.

Алюминиевая печать

«Чистый» алюминий сложен в обработке, но композиты на его основе (AlSi12, AlSi7Mg0.6, AlSi10Mg, AlSi9Cu3) помогают добиться необходимых характеристик конечных изделий.

Специализированные сплавы

Помимо популярных металлов для 3D-печати используют уникальные составы, подходящие для эксплуатации в агрессивных средах или экстремальных условиях. «Суперсплавы» обладают повышенной прочностью, устойчивостью к высоким температурам, коррозии, окислению. Наиболее известный материал данной серии – Inconel – чрезвычайно сильный, жесткий и коррозионно-устойчивый ресурс, используемый в таких местах, как турбины, уплотнения двигателей и ракеты.

Другой востребованный композит – Кобальт Хром (CoCr), хорошо зарекомендовавший себя в секторе биосовместимых материалов и используемый в медицинских целях.

Цветные металлы

Составы на основе олова и меди (CuSn) отличают хорошие теплопроводящие характеристики и устойчивость к коррозии, полезные при изготовлении систем охлаждения.

Заключение

Долгосрочный успех металлических принтеров в значительной степени зависит от их способности надежно поддерживать широкий спектр материалов.

Современные технологии дают возможность наладить производство металлических порошков для 3D-печати с заданными характеристиками для достижения определенных целей. Поскольку распылению поддаются практически все известные металлы, ассортимент аддитивных ресурсов чрезвычайно насыщен.

3Д-индустрия имеет серьезный потенциал для увеличения рентабельности производства в различных отраслях. Аналитики предсказывают глобальный переход всех сфер жизни человека на аддитивные технологии, в основе которых лежат методики трехмерной печати порошками.