Adopsjonen av additiv produksjon i metall er drevet av materialene den kan skrive ut. Selskaper over hele verden har lenge anerkjent denne drivkraften og har jobbet utrettelig for å utvide sitt arsenal av 3D-printingsmaterialer i metall.
Kontinuerlig forskning på utvikling av nye metalliske materialer, samt identifisering av tradisjonelle materialer, har bidratt til at teknologien har fått bredere aksept. For å forstå materialene som er tilgjengelige for 3D-printing, presenterer vi den mest omfattende listen over metalliske 3D-printingsmaterialer som er tilgjengelige på nett.
Aluminium (AlSi10Mg) var et av de første metall-AM-materialene som ble kvalifisert og optimalisert for 3D-printing. Det er kjent for sin seighet og styrke. Det har også en utmerket kombinasjon av termiske og mekaniske egenskaper, samt lav spesifikk vekt.
Bruksområder for additive produksjonsmaterialer av aluminium (AlSi10Mg) er deler til luftfart og bilproduksjon.
Aluminium AlSi7Mg0.6 har god elektrisk ledningsevne, utmerket varmeledningsevne og god korrosjonsbestandighet.
Aluminium (AlSi7Mg0.6) metallbaserte additive produksjonsmaterialer for prototyping, forskning, luftfart, bilindustri og varmevekslere
AlSi9Cu3 er en legering basert på aluminium, silisium og kobber. AlSi9Cu3 brukes i applikasjoner som krever god høytemperaturstyrke, lav tetthet og god korrosjonsbestandighet.
Anvendelser av additive produksjonsmaterialer av aluminium (AlSi9Cu3) i prototyping, forskning, luftfart, bilindustri og varmevekslere.
Austenittisk krom-nikkellegering med høy styrke og slitestyrke. God høytemperaturstyrke, formbarhet og sveisbarhet. For sin utmerkede korrosjonsbestandighet, inkludert gropkorrosjon og kloridmiljøer.
Anvendelse av additivt produksjonsmateriale i rustfritt stål 316L i produksjonsdeler innen luftfart og medisin (kirurgiske verktøy).
Nedbørsherdende rustfritt stål med utmerket styrke, seighet og hardhet. Det har en god kombinasjon av styrke, maskinbarhet, enkel varmebehandling og korrosjonsbestandighet, noe som gjør det til et populært materiale som brukes i mange bransjer.
Rustfritt 15-5 PH metalladditivt produksjonsmateriale kan brukes til å produsere deler i ulike bransjer.
Nedbørsherdende rustfritt stål med utmerket styrke og utmattingsegenskaper. Det har en god kombinasjon av styrke, maskinbarhet, enkel varmebehandling og korrosjonsbestandighet, noe som gjør det til et vanlig stål i mange bransjer. 17-4 PH rustfritt stål inneholder ferritt, mens 15-5 rustfritt stål ikke inneholder ferritt.
Rustfritt 17-4 PH metalladditivt produksjonsmateriale kan brukes til å produsere deler i ulike bransjer.
Martensittisk herdende stål har god seighet, strekkfasthet og lav vridningsegenskaper. Lett å maskinere, herde og sveise. Høy duktilitet gjør det enkelt å forme for forskjellige bruksområder.
Maragingstål kan brukes til å lage injeksjonsverktøy og andre maskindeler for masseproduksjon.
Dette settherdede stålet har god herdbarhet og god slitestyrke på grunn av den høye overflatehardheten etter varmebehandling.
Materialegenskapene til settherdet stål gjør det ideelt for mange bruksområder innen bilindustrien og generell ingeniørkunst, samt gir og reservedeler.
A2 verktøystål er et allsidig luftherdende verktøystål og regnes ofte som et «generelt» kaldearbeidsstål. Det kombinerer god slitestyrke (mellom O1 og D2) og seighet. Det kan varmebehandles for å øke hardhet og holdbarhet.
D2 verktøystål har utmerket slitestyrke og er mye brukt i kalde arbeidsapplikasjoner der høy trykkfasthet, skarpe kanter og slitestyrke er nødvendig. Det kan varmebehandles for å øke hardhet og holdbarhet.
A2 verktøystål kan brukes i metallbearbeiding, stanser og matriser, slitesterke blader og skjæreverktøy.
4140 er et lavlegert stål som inneholder krom, molybden og mangan. Det er et av de mest allsidige ståltypene, med seighet, høy utmattingsstyrke, slitestyrke og slagfasthet, noe som gjør det til et allsidig stål for industrielle applikasjoner.
4140 stål-til-metall AM-materiale brukes i jigger og inventar, bilindustrien, bolter/muttere, gir, stålkoblinger og mer.
H13 verktøystål er et krommolybden-varmtbearbeidingsstål. Karakterisert av sin hardhet og slitestyrke, har H13 verktøystål utmerket varm hardhet, motstand mot termisk utmattingssprekker og varmebehandlingsstabilitet – noe som gjør det til et ideelt metall for både varme og kalde bearbeidingsapplikasjoner.
H13 verktøystålmetalladditivmaterialer har bruksområder i ekstruderingsdyser, injeksjonsdyser, varmsmiedyser, støpekjerner, innsatser og hulrom.
Dette er en svært populær variant av additivmaterialet kobolt-krommetall for produksjon. Det er en superlegering med utmerket slitasje- og korrosjonsbestandighet. Den har også utmerkede mekaniske egenskaper, slitestyrke, korrosjonsbestandighet og biokompatibilitet ved forhøyede temperaturer, noe som gjør den ideell for kirurgiske implantater og andre slitasjeutsatte applikasjoner, inkludert deler til luftfartsproduksjon.
MP1 viser også god korrosjonsbestandighet og stabile mekaniske egenskaper selv ved høye temperaturer. Den inneholder ikke nikkel og har derfor en fin, jevn kornstruktur. Denne kombinasjonen er ideell for mange bruksområder innen luftfart og medisinindustrien.
Typiske bruksområder inkluderer prototyping av biomedisinske implantater som rygg-, kne-, hofte-, tå- og tannimplantater. Det kan også brukes til deler som krever stabile mekaniske egenskaper ved høye temperaturer og deler med svært små funksjoner som tynne vegger, tapper osv. som krever spesielt høy styrke og/eller stivhet.
EOS CobaltChrome SP2 er et kobolt-krom-molybden-basert superlegeringspulver som er spesielt utviklet for å møte kravene til tannrestaureringer som må fineres med tannkeramiske materialer, og er spesielt optimalisert for EOSINT M 270-systemet.
Bruksområder inkluderer produksjon av tannrestaureringer av porselensmeltet metall (PFM), spesielt kroner og broer.
CobaltChrome RPD er en koboltbasert tannlegering som brukes i produksjonen av avtakbare delproteser. Den har en strekkfasthet på 1100 MPa og en flytegrense på 550 MPa.
Det er en av de mest brukte titanlegeringene i additiv produksjon av metaller. Den har utmerkede mekaniske egenskaper og korrosjonsbestandighet med lav spesifikk vekt. Den overgår andre legeringer med sitt utmerkede styrke-til-vekt-forhold, maskinbearbeidbarhet og varmebehandlingsegenskaper.
Denne kvaliteten har også utmerkede mekaniske egenskaper og korrosjonsbestandighet med lav spesifikk vekt. Denne kvaliteten har forbedret duktilitet og utmattingsstyrke, noe som gjør den godt egnet for medisinske implantater.
Denne superlegeringen viser utmerket flytegrense, strekkfasthet og krypbruddstyrke ved forhøyede temperaturer. Dens eksepsjonelle egenskaper gjør det mulig for ingeniører å bruke materialet til høyfasthetsapplikasjoner i ekstreme miljøer, for eksempel turbinkomponenter i luftfartsindustrien som ofte utsettes for høytemperaturmiljøer. Den har også utmerket sveisbarhet sammenlignet med andre nikkelbaserte superlegeringer.
Nikkellegering, også kjent som InconelTM 625, er en superlegering med høy styrke, høy temperaturseighet og korrosjonsbestandighet. For høyfasthetsapplikasjoner i tøffe miljøer. Den er ekstremt motstandsdyktig mot gropkorrosjon, spaltekorrosjon og spenningskorrosjonssprekker i kloridmiljøer. Den er ideell for produksjon av deler til luftfartsindustrien.
Hastelloy X har utmerket høytemperaturstyrke, bearbeidbarhet og oksidasjonsmotstand. Den er motstandsdyktig mot spenningskorrosjon i petrokjemiske miljøer. Den har også utmerkede formings- og sveiseegenskaper. Derfor brukes den til høyfasthetsapplikasjoner i tøffe miljøer.
Vanlige bruksområder inkluderer produksjonsdeler (forbrenningskamre, brennere og støtter i industrielle ovner) som er utsatt for strenge termiske forhold og høy risiko for oksidasjon.
Kobber har lenge vært et populært materiale for additiv metallproduksjon. 3D-printing av kobber har lenge vært umulig, men flere selskaper har nå med hell utviklet kobbervarianter for bruk i ulike systemer for additiv metallproduksjon.
Det er notorisk vanskelig, tidkrevende og dyrt å produsere kobber ved hjelp av tradisjonelle metoder. 3D-printing fjerner de fleste utfordringene, slik at brukerne kan skrive ut geometrisk komplekse kobberdeler med en enkel arbeidsflyt.
Kobber er et mykt, formbart metall som oftest brukes til å lede elektrisitet og varme. På grunn av sin høye elektriske ledningsevne er kobber et ideelt materiale for mange kjøleribber og varmevekslere, kraftfordelingskomponenter som samleskinner, produksjonsutstyr som punktsveisehåndtak, radiofrekvenskommunikasjonsantenner og andre applikasjoner.
Høyrent kobber har god elektrisk og termisk ledningsevne og er egnet for et bredt spekter av bruksområder. Materialegenskapene til kobber gjør det ideelt for varmevekslere, rakettmotorkomponenter, induksjonsspoler, elektronikk og alle bruksområder som krever god elektrisk ledningsevne, for eksempel kjøleribber, sveisearmer, antenner, komplekse samleskinner og mer.
Dette kommersielt rene kobberet gir utmerket termisk og elektrisk ledningsevne opptil 100 % IACS, noe som gjør det ideelt for induktorer, motorer og mange andre bruksområder.
Denne kobberlegeringen har god elektrisk og termisk ledningsevne samt gode mekaniske egenskaper. Dette hadde en enorm innvirkning på forbedringen av rakettkammerets ytelse.
Wolfram W1 er en ren wolframlegering utviklet av EOS og testet for bruk i EOS-metallsystemer, og er en del av en familie av pulveriserte refraktive materialer.
Deler laget av EOS Tungsten W1 vil bli brukt i tynnveggede røntgenstyrte strukturer. Disse antispredningsnettene finnes i bildebehandlingsutstyr som brukes i medisinsk (human og veterinær) og annen industri.
Edelmetaller som gull, sølv, platina og palladium kan også 3D-printes effektivt i systemer for additiv produksjon av metall.
Disse metallene brukes i en rekke bruksområder, inkludert smykker og klokker, samt i tannlege-, elektronikk- og andre industrier.
Vi så noen av de mest populære og brukte metalliske 3D-printmaterialene og deres varianter. Bruken av disse materialene avhenger av teknologien de er kompatible med og produktets sluttbruk. Det bør bemerkes at tradisjonelle materialer og 3D-printmaterialer ikke er fullstendig utskiftbare. Materialer kan ha varierende grad av mekaniske, termiske, elektriske og andre egenskaper på grunn av forskjellige prosesser.
Hvis du leter etter en omfattende guide til å komme i gang med 3D-printing av metall, bør du sjekke ut våre tidligere innlegg om å komme i gang med 3D-printing av metall og en liste over additive produksjonsteknikker for metall, og følg med for flere innlegg som dekker alle elementene ved 3D-printing av metall.