1 Rezistența și rezistența la temperaturi ridicate
În industria aerospațială, performanța materialului este mult evaluată în ceea ce privește rezistența și duritatea în situații de temperatură ridicată. Pentru imprimarea 3D din metal, materialele la temperatură înaltă trebuie să poată susține suficientă rezistență și duritate chiar și la temperaturi foarte ridicate - de peste 1000 de grade C. În afară de punctul de topire ridicat al substanței în sine, acest lucru necesită o structură cristalină și o microstructură stabilă. la temperaturi ridicate pentru a preveni defecțiunile cauzate de deformarea termică sau oboseala termică.
De exemplu, sectorul aerospațial a utilizat pe scară largă aliajele de temperatură înaltă pe bază de nichel, inclusiv In625 și In718, datorită rezistenței și tenacității lor remarcabile la temperatură înaltă. Folosind tehnologia de imprimare 3D din metal, aceste aliaje pot fi fabricate componente cu geometrii complicate, cum ar fi paletele turbinei motorului și camerele de ardere, care funcționează la temperaturi extraordinare și necesită materiale cu performanțe excelente la temperaturi ridicate.
2 Rezistența la oxidare și coroziune
Reacția dintre materiale și oxigen se va accelera la temperaturi ridicate, provocând oxidare și coroziune. Pentru a prelungi astfel durata de viață a componentelor, materialele la temperatură înaltă pentru imprimarea 3D din metal trebuie să aibă o rezistență mare la oxidare și coroziune. Materialul trebuie să dezvolte o peliculă stabilă de oxid la temperaturi ridicate pentru a preveni corodarea în continuare a oxigenului a materialului substratului și, astfel, pentru a îmbunătăți performanța antioxidantă. Materialele cu rezistență la coroziune trebuie să păstreze performanțe bune în condiții solicitante, inclusiv temperatură ridicată, presiune mare și fluide corozive.
Utilizarea tehnologiei de imprimare 3D din metal permite ca materialele des folosite în sectorul aerospațial, cum ar fi aliajele de titan și oțelul inoxidabil, să fie optimizate pentru microstructura lor și îmbunătățite pentru rezistența la oxidare și coroziune. De exemplu, temperatura mare a aliajului de titan și rezistența la coroziune îl fac destul de comun în sectorul aeronautic. Construcțiile mai sofisticate și mai complicate, posibile prin tehnologiile de imprimare 3D, ajută la creșterea rezistenței la coroziune a componentelor.
3 Coeficientul de dilatare termică și stabilitate
Stabilitatea termică bună este o altă cerință pentru materialele la temperaturi înalte pentru imprimarea 3D din metal; adică performanța materialului nu va varia mult în timp la temperaturi ridicate. Pentru a preveni pierderea de performanță cauzată de îmbătrânirea termică, acest lucru necesită ca materialul să aibă o structură cristalină stabilă și o compoziție chimică la temperaturi ridicate. Deoarece influențează direct stabilitatea dimensională și precizia de asamblare a componentelor la temperaturi ridicate, coeficientul de dilatare termică al materialului este, de asemenea, o problemă crucială în minte.
În acest sens, aliajele de temperatură înaltă pe bază de nichel și pe bază de fier au destul de mult succes. La temperaturi ridicate, nu numai că au un coeficient scăzut de dilatare termică, ci și o mare stabilitate termică, garantând astfel stabilitatea dimensională și corectitudinea de asamblare a componentelor în astfel de împrejurimi. Aceste caracteristici fac din aliajele de înaltă temperatură pe bază de fier și nichel alegerea ideală pentru imprimarea 3D a materialelor metalice la temperatură înaltă în sectorul aerospațial.
4 Nevoi de post-procesare și manipulare a materialelor
În timp ce tehnologia de imprimare 3D din metal oferă o mare libertate de proiectare, performanța de procesare și nevoile de post-procesare ale materialelor trebuie să fie luate în considerare în timpul procesării materialelor la temperatură înaltă. Punctele de topire ridicate și fluiditatea slabă a materialelor la temperaturi înalte necesită standarde mari pentru mașinile de imprimare și parametrii de proces. Astfel, fluiditatea superioară a pulberii, proprietățile de topire și solidificare, precum și evoluția previzibilă a microstructurii, sunt cerințe pentru imprimarea 3D a materialelor metalice la temperatură înaltă.
În plus, sunt prezente nevoi destul de substanțiale de post-procesare pentru materialele la temperatură înaltă în imprimarea 3D din metal. Sunt necesare tehnici adecvate de tratament termic pentru a elimina stresul rezidual, pentru a maximiza microstructura și pentru a crește performanța, deoarece materialele cu temperatură înaltă sunt sensibile la deformarea termică și fisurarea la temperaturi ridicate. Pentru componentele cu forme geometrice complicate, tratamentul suprafeței și metodele de prelucrare de precizie ajută, de asemenea, la satisfacerea criteriilor de proiectare.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-titanium-alloy-parts-in-medical.html