Metalli 3D-tulostus, joka tunnetaan myös nimellä suora metallin lasersintraus (DMLS) ja suora metallin lasersulatus (DMLM), on additiivinen kerrostekniikka. Metalli-3D-tulostuksessa metalli-3D-tulostin käyttää lasersädettä 20-60 mikronin metallijauhekerrosten sulattamiseen päällekkäin. Metallijauhe levitetään koko rakennusalustalle ja sulatetaan valikoivasti edellisiin kerroksiin. Tämän additiivisen prosessin avulla metalliosia voidaan kasvattaa metallijauheesta. Prosessi on samanlainen kuin muut polymeeripohjaiset SLS (Selective Laser Sintering) 3D-tulostimet, jotka käyttävät jauhepedin sulattamista.

Luotavat osat ovat täysin tiheää metallia, jolla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet. On olemassa muitakin metallin 3D-tulostusprosesseja, joissa käytetään sideainetta, vaikka ne tuottavat osia, jotka eivät ole täysin tiheää metallia. Prosessilla voidaan tuottaa monimutkaisia geometrioita, joihin perinteiset CNC-työstöprosessit eivät pysty. Esimerkkejä metallisista 3D-osista ovat muotit ja insertit, kanavatyöt ja pikatyökalut.

Metallin 3D-tulostuksen materiaaleja ovat ruostumaton teräs, kobolttikromi, maraging-teräs, alumiini, nikkeliseos ja titaani. Näitä kaikkia materiaaleja käsitellään yksityiskohtaisesti alla.

Metallin 3D-tulostusmateriaalit & Tekniset tiedot

Metallin 3D-tulostuksella voidaan valmistaa kestäviä osia metallijauheista. Nämä osat voivat olla monimutkaisia, monimutkaisia ja taidokkaita säilyttäen samalla lujuutensa.

Materiaali	Seoksen nimitys	Kerrokset	Kovuus	Hyödyt	Sovellukset
Ruostumattomasta teräksestä (PH1)	15-5 PH, DIN 1.4540 & UNS S15500	20 tai 40 mikronin kerrokset	30-35 HRC Rakennettu, jälkikarkaistu 40 HRC:hen	Suuri kovuus & Lujuus	Prototyyppi / tuotanto-osat
Ruostumaton teräs (GP1)	17-4, eurooppalainen 1.4542, saksalainen X5CrNiCuNb16-4	20 tai 40 mikronin kerrokset	230 ± 20 HV1 Rak, Hiottu & Kiillotettu 250-400 HV1:een	Korkea sitkeys & Sitkeys	Konetekniset sovellukset
Kobolttikromi (MP1)	ISO 5832-4 & ASTM F75	20, 40 tai 50 mikronin kerrokset	35-45 HRC Rakennettu	Korkea lämpötilakestävyys	Turbiinit & Moottorin osat
Maraging Steel (MS1)	18% Ni Maraging 300, European 1.2709, saksalainen X3NiCoMoTi 18-9-5	20 tai 40 mikronin kerrokset	33-37 HRC Rakennettu, jälkikarkaistu 50-56 HRC:iin	Helppo työstettävyys & Erinomainen kiillotettavuus	Puristustyökalut, Conformal Cooling
Alumiini AlSi10Mg	Tyypillinen valuseos	30 mikronin kerrokset	Noin 119 ± 5 HBW	Pieni paino, Hyvät lämpöominaisuudet	Autoteollisuus, kilpa-autoilu
Nikkeliseos IN718	UNS N07718, AMS 5662, AMS 5664, W.Nr 2.4668, DIN NiCr19Fe19NbMo3	40 mikronin kerrokset	30 HRC Rakennettu, jälkikarkaistu 47 HRC	Lämpö & Korroosionkestävä	Turbiinit, raketit, Aerospace
Ruostumaton teräs (316L)	ASTM F138	20 mikronin kerrokset	85 HRB	Korroosion &kestävä	Kirurgiset työkalut, Elintarvikkeet & Kemiantehtaat
Titaani Ti-64*	ASTM F2924	30 tai 60 mikronin kerrokset	320 ± 15 HV5	Kevyt paino, Korkea lujuus & Korroosionkestävä	Aerospace, Motorsport Racing
Titaani Ti-64 ELI*	ASTM F136 Ominaisuudet	30 tai 60 mikronin kerrokset	320 ± 15 HV5	Korroosionkesto, Bioyhteensopivuus	Lääketieteelliset, biolääketieteelliset, implantit

*Ota yhteyttä Fathomin asiantuntijaan saadaksesi lisätietoja.

DMLS-osat niin pian kuin 3 päivää / / Pyydä tarjous

Alumiini AlSi10Mg

AlSi10Mg on tyypillinen valuseos, jolla on hyvät valuominaisuudet. Tätä materiaalia käytetään valukappaleisiin, joissa on ohuet seinämät ja monimutkainen geometria. Seosaineet pii ja magnesium johtavat korkeaan lujuuteen ja kovuuteen. Seoksella on myös hyvät dynaamiset ominaisuudet, minkä vuoksi sitä käytetään suurille kuormituksille alttiissa osissa. Alumiinista AlSi10Mg valmistetut osat soveltuvat erinomaisesti sovelluksiin, joissa vaaditaan hyvien lämpöominaisuuksien ja alhaisen painon yhdistelmää.

Alumiini AlSi10Mg Ominaisuudet

• Korkea lujuus
• Kovuus
• Hyvät dynaamiset ominaisuudet

Alumiini AlSi10Mg Käyttökohteet

• Toimivien prototyyppien suoravalmistus
• Vähäisen volyymin tuotanto. Runs
• Tuotteet tai varaosat
• Autoteollisuus
• Konetekniikka
• Moottorikilpailut
• Lento- ja avaruustekniikka
• Prototyyppiosat alumiinin painevalua varten

Kobolttikromi-MP1

Kobolttikromi-MP1:llä valmistetaan osia kobolttikomposiitista-kromi-molybdeenipohjaisesta superseoksesta. Tälle superseosluokalle on ominaista, että sillä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet (lujuus/kovuus), korroosionkestävyys ja lämmönkestävyys. Tällaisia seoksia käytetään yleisesti biolääketieteellisissä sovelluksissa, kuten hammaslääketieteellisissä ja lääketieteellisissä implantteissa, ja myös korkean lämpötilan teknisissä sovelluksissa, kuten ilmailu- ja avaruustekniikan moottoreissa.

Kobolttikromi MP1 Ominaisuudet

• Lujuus paranee, lämpötilan & korroosionkestävyys
• Mekaaniset ominaisuudet paranevat lämpötilan noustessa 500-600 °C:een asti
• On korkean hiilipitoisuuden omaavan CoCrMo -seoksen kemiallisen koostumuksen UNS R31538 mukainen
• Varmistaa nikkelittömän (< 0.1 % nikkelipitoisuus) koostumus
• Täyttää ISO 5832-4 & ASTM F75:n mekaaniset & kemialliset spesifikaatiot valetuille CoCrMo-implanttiseoksille

Kobolttikromi MP1-sovellukset

• Korkean lämpötilan konepajateollisuuden sovellukset (esim, turbiinit, lääketieteelliset implantit)

Maraging Steel MS1

Maraging Steel MS1 on martensiittikarkeneva teräs. Sen kemiallinen koostumus vastaa Yhdysvaltain luokitusta 18% Ni Maraging 300, eurooppalaista 1.2709 ja saksalaista X3NiCoMoTi 18-9-5. Tällaiselle teräkselle on ominaista erinomainen lujuus yhdistettynä suureen sitkeyteen. Osat ovat helposti työstettävissä CNC-viimeistelyprosesseilla rakennusprosessin jälkeen, ja ne voidaan helposti jälkikarkaista yli 50 HRC:n lämpötilaan. Niillä on myös erinomainen kiillotettavuus. MargingSteelin käyttökohteita ovat mm. työkalut ja korkean suorituskyvyn osat.

Maraging Steel MS1 Ominaisuudet

• Helppo työstettävyys
• Karkaisukarkaisu jopa n. 54 HRC
• Hyvä lämmönjohtavuus

Maraging Steel MS1 Sovellukset

• Sarjan ruiskupuristus suuren volyymin tuotantoon
• Työkalusovellukset (esim, Aluminium Die Casting)
• High-Performance Parts

Stainless Steel GP1

Stainless Steel GP1 on ruostumaton teräs. Sen kemiallinen koostumus vastaa Yhdysvaltain luokitusta 17-4, eurooppalaista 1.4542 ja saksalaista X5CrNiCuNb16-4. Tällaiselle teräkselle on ominaista, että sillä on hyvät mekaaniset ominaisuudet, erityisesti erinomainen sitkeys laserjalostetussa tilassa, ja sitä käytetään laajalti erilaisissa teknisissä sovelluksissa. Tämä materiaali soveltuu erinomaisesti moniin osanrakennussovelluksiin, kuten toiminnallisiin metalliprototyyppeihin, piensarjatuotteisiin, yksilöllisiin tuotteisiin tai varaosiin.

Ruostumattoman teräksen GP1 ominaisuudet

• Hyvät mekaaniset ominaisuudet
• Erinomainen sitkeys

Ruostumattoman teräksen GP1 käyttökohteet

• Konetekniset käyttökohteet, mukaan lukien funktionaalinen Prototyypit
• Piensarjatuotteet
• Individualisoidut tuotteet tai varaosat
• Korkeaa sitkeyttä & vaativat osat

Ruostumaton teräs PH1

Ruostumaton teräs PH1 on ruostumaton teräs. Kemiallinen koostumus vastaa 15-5 PH:n, DIN 1.4540:n ja UNS S15500:n koostumuksia. Tällaiselle teräkselle on ominaista, että sillä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet erityisesti saostuskarkaistussa tilassa. Tämäntyyppistä terästä käytetään laajalti erilaisissa lääketieteellisissä, ilmailu- ja avaruusteknisissä ja muissa teknillisissä sovelluksissa, joissa vaaditaan suurta kovuutta ja lujuutta. Tämä materiaali soveltuu erinomaisesti moniin osanrakennussovelluksiin, kuten toiminnallisiin metalliprototyyppeihin, piensarjatuotteisiin, yksilöllisiin tuotteisiin tai varaosiin.

Ruostumattoman teräksen PH1-ominaisuudet

• Erittäin korkea lujuus
• Helppo karkaisukestävyys jopa n. 45 HRC

Ruostumaton teräs PH1 Käyttökohteet

• Konetekniset sovellukset, mukaan lukien toiminnalliset prototyypit
• Piensarjatuotteet
• Individualisoidut tuotteet tai varaosat
• Suurta sitkeyttä vaativat osat & Kovuus

Titaani Ti64

Titaani Ti64 on Ti6Al4V-seos. Tälle yleiselle kevyelle metalliseokselle on ominaista, että sillä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja korroosionkestävyys yhdistettynä pieneen ominaispainoon ja bioyhteensopivuuteen. ELI-version (extra-low interstitials) puhtaus on erityisen korkea. Titaani soveltuu hyvin ilmailu- ja avaruustekniikan sovelluksiin sekä biolääketieteellisiin implantteihin.

Titaani Ti64 Ominaisuudet

• Kevyt paino ja korkea ominaislujuus tiheyttä kohti
• Korroosionkestävyys
• Bioyhteensopivuus
• Laser-…Sintratut osat täyttävät ASTM F1472:n (Ti6Al4V:lle) & ASTM F136:n (Ti6Al4V ELI:lle) vaatimukset suurimpien epäpuhtauksien osalta
• Erittäin hyvä biokompa-Adhesion

Titanium Ti64 Applications

• Aerospace & Engineering Applications
• Biomedical Implants

Parhaan materiaalin valitseminen kullekin metallin 3D-tulostusmenetelmälle on tärkeää. Fathomilla tiimimme voi auttaa sinua valitsemaan sopivimman materiaalin projektiisi. Alla käsittelemme neljää metallin 3D-tulostusmenetelmää metallin 3D-tulostuksesta.

Metallin 3D-tulostusprosessi

Maailman 3D-tulostusta on useita eri luokkia, mutta kaikissa perusvalmistusmenetelmissä osa valmistetaan lisäämällä materiaalia kerros kerrallaan. Ensin rakennuskammio täytetään argonilla tai muulla inertillä kaasulla. Kaasua käytetään minimoimaan metallimateriaalin hapettuminen. Jauhemateriaali asetetaan rakennusalustan päälle. Sitten laser skannaa osan poikkileikkauksen ja sulattaa rakeet yhteen kerroksen luomiseksi. Rakennusalusta siirtyy yhden kerroksen alaspäin ja sitten lisätään toinen kerros metallijauhetta. Laser skannaa uudelleen luodakseen lisäkerroksen. Prosessi toistuu, kunnes osa on valmis. Samasta materiaalista valmistettuja tukirakenteita käytetään kiinnittämään osa rakennusalustaan. Ylimääräinen jauhe poistetaan osasta ja osa lämpökäsitellään. Osa irrotetaan rakennusalustasta leikkaamalla, lanka-EDM:llä tai koneistamalla.

Metallien 3D-tulostusmenetelmiä ovat //

• Selective Laser Melting (SLM) //A laser sulattaa kerroksittain peräkkäisiä kerroksia jauhemaista metallimateriaalia.
• Electron Beam Melting (EBM) //Samoin kuin SLM:ssä, mutta laserin korvaa elektronisäde.
• Laser Deposition Welding (LMD) // Metallijauhe kerrostetaan perusmateriaalin päälle ja sulatetaan ilman huokosia tai halkeamia.
• Metal Powder Application (MPA) // Jauhepartikkelit kiihdytetään kantajakaasussa, minkä jälkeen ne levitetään aiemmin tulostettuun kerrokseen tai alustaan jauhesuihkulla.

Kun osa on rakennettu jollakin edellä mainituista metallisista kolmiulotteisen tulostuksen prosesseista, se siirtyy jälkikäsittelyyn. Jälkikäsittely voi sisältää useita tekniikoita. Näihin vaiheisiin kuuluvat irtoavan jauheen poistaminen, tukirakenteiden poistaminen ja lämpöhehkutus. Pinnanlaatua voidaan parantaa myös mediapuhalluksella, metallipinnoituksella, mikrotyöstöllä tai kiillotuksella. Reikiä tai kierteitä voidaan luoda CNC-koneistuksella.

Kunkin metallisen 3D-tulostusprosessin erottaminen toisistaan voi olla hämmentävää, koska jotkut prosessit ovat hyvin samankaltaisia. Joitakin yleisimpiä metallin 3D-tulostuksen terminologiaan liittyviä kysymyksiä ovat //

Mitä eroa on DMLS:n ja SLM:n välillä? Suora metallin lasersintraus (DMLS) ja selektiivinen lasersulatus (SLM) käyttävät molemmat laseria skannaamaan ja sulattamaan tai sulattamaan metallijauhehiukkasia, jotta ne voidaan liittää toisiinsa ja luoda osa kerroksittain. Molemmissa prosesseissa käytetään metallia rakeisessa muodossa, ja molemmat menetelmät ovat eräänlaista jauhepetisulatus 3D-tulostusta. Ensisijainen ero näiden kahden menetelmän välillä on hiukkasten liimausprosessissa. DMLS:ssä käytetään metalliseosmateriaaleja, joiden sulamispisteet vaihtelevat ja jotka sitoutuvat korkealla lämmöllä, kun taas SLM:ssä käytetään metallijauheita, joilla on yksi sulamislämpötila. Sekä SLM että DMLS soveltuvat teolliseen käyttöön ja suunnitteluprojekteihin.

Mitä eroa on DMLM:llä ja DMLS:llä? Suora metallin lasersintraus (DMLS) ja suora metallin lasersulatus (DMLM) ovat molemmat additiivisia valmistusprosesseja, joissa käytetään lasereita sulattamaan metallijauhetta niin, että hiukkaset sulautuvat yhteen. DMLS-prosessissa metalli sulatetaan vain osittain. DMLM-prosessissa materiaali sulatetaan kokonaan nesteeksi, joka jäähtyessään jähmettyy. DMLS on termi, jota voidaan käyttää kuvaamaan kumpaakin prosessia.

Käytitpä projektissasi DMLS-tekniikkaa tai jotain muuta metallin 3D-tulostusprosessia, voit odottaa laadukasta osaa, joka on verrattavissa perinteisillä valmistusmenetelmillä valmistettuun metalliosaan. Kyky tuottaa vahvoja, monimutkaisia ja kestäviä osia on vain muutama metallin 3D-tulostuksen eduista. On muitakin etuja, jotka ovat lisänneet metallin 3D-tulostuksen kysyntää. Keskustele vaihtoehdoistasi Fathomin metalli-3D-tulostuksen asiantuntijan kanssa jo tänään.

Mitkä ovat metalli-3D-tulostuksen edut?

Metalli-3D-tulostusprojektia suunnitellessasi on tärkeää pitää mielessä seuraavat edut. Metallisilla 3D-tulostetuilla esineillä on erinomaiset fyysiset ominaisuudet. Niitä voidaan valmistaa monista erilaisista materiaaleista, joita on vaikea käsitellä perinteisillä valmistusmenetelmillä, kuten metallisuperseoksista. Metallinen 3D-tulostettu tuote toimii hyvin, on kevyempi ja vaatii vähemmän kokoonpanokomponentteja. Metallien 3D-tulostusmenetelmän avulla yritykset voivat valmistaa osia, joiden monimutkaiset geometriat ovat saavuttamattomissa perinteisillä valmistusmenetelmillä. Yhä useammat teollisuudenalat ovat hyödyntäneet metallin 3D-tulostuksen etuja innovoidessaan ja käyttäessään tätä tekniikkaa useissa sovelluksissa.

DMLS-osat niin pian kuin 3 päivää / / Pyydä tarjous

Metalli 3D-tulostuksen sovellukset

Metalli 3D-tulostus on suosittu valmistusmenetelmä, koska se voi vähentää osan painoa ja lisätä kestävyyttä ja lujuutta. Nämä ominaisuudet ovat osoittautuneet hyödyllisiksi muun muassa ilmailu- ja avaruusalalla, terveydenhuollossa, tutkimus- ja kehitystoiminnassa sekä autoteollisuudessa. DMLS:ää voidaan käyttää lukuisiin sovelluksiin, mukaan lukien //

• Toiminnalliset prototyypit
• Suora digitaalinen valmistus
• Muotit & Insertit
• Kanavatyöt
• Pikavalmistus
• Työkalut
• Varaosat. Parts
• Rigid Housing
• Heatsinks & Heat Exchangers

Metal 3D Printing History

Metal 3D printing technology has been around since 1980s. Tämä tekniikka kehittyy edelleen, ja monet suuret yhtiöt tukevat sen kehittämistä ja kaupallistamista. Seuraava aikajana on yhteenveto metallin 3D-tulostuksen historiasta //

• 1980 / / Ensimmäisen lasersintrauskoneen kehitti tohtori Carl Deckard Texasin yliopistosta. Vaikka tätä konetta käytettiin muoviin, se tarjosi mahdollisuuden metallin 3D-tulostukseen.
• 1986 / / Stereolitografiatekniikan keksi Charles Hull
• 1988 / / / Selektiivisen lasersintrauksen (SLS, Selective Laser Sintering) keksi Carl Deckard ja se pohjusti tietä DMLS:n käyttöönotolle.
• 1989 / / Selektiivisen lasersintrauksen keksi Carl Deckard
• 1991 / / Tohtori Ely Sachs MIT:stä loi Binder Jetting -menetelmän.
• 1995 / / ExOne lisensoi metallimateriaalien binder jetting -menetelmän.
• 1995 / / Saksan Fraunhofer-instituutti patentoi metallin sulattamisen laserin avulla. Myös yliopistot ja saksalainen EOS-yritys auttoivat metallin 3D-tulostuksen kehittämisessä.
• 2012 / / Suuryritykset GE, HP ja DM alkoivat investoida metallin 3D-tulostukseen.
• 2017 – nykytila / / Metallin 3D-tulostus kehittyy edelleen suureksi ja tuottoisaksi toimialaksi.

Muut metalli 3D-tulostuksen resurssit & Referenssit

Lue läpi nämä muut metalli 3D-tulostuksen resurssit, referenssit ja artikkelit //

• 3D-tulostetut titaanipyörän osat
• Konformijäähdytys
• DMLS alumiinille, inconelille tai titaanille – kannattaako se?
• Suorat metallin lasersulatuspalvelut
• DMLM vs. DMLS – Onko todella eroa?
• Väri 3D-tulostus
• Investointivalu
• GPI Prototype rakentaa 3D-tulostetun Inconel 718 -rakettimoottorin UCSD:n SEDS:lle
• Miten DMLS toimii?
• 3D-tulostetut kitaran osat
• Metal Additive Manufacturing Services

Metal 3D Printing Quote

Saat nopeasti tarjouksen mistä tahansa metallisesta 3D-tulostushankkeesta jo tänään SmartQuote-alustallamme, ja saat osiasi jo kolmessa päivässä projektin spekseistä riippuen.