Metal 3D printing, também conhecido como Direct Metal Laser Sintering (DMLS) e Direct Metal Laser Melting (DMLM) é uma tecnologia de camada aditiva. Durante a impressão Metal 3D, uma impressora Metal 3D utiliza um feixe laser para fundir camadas de 20-60 mícrons de pó de metal em cima umas das outras. O metal em pó é espalhado por toda a plataforma de construção e derretido seletivamente em camadas anteriores. Este processo aditivo permite o crescimento de peças metálicas a partir de um leito de metal em pó. O processo é como outras impressoras 3D de Sinterização a Laser Seletiva (SLS) à base de polímeros que utilizam fusão em leito de pó.

As peças criadas são metal totalmente denso com excelentes propriedades mecânicas. Existem outros processos de impressão 3D de metal que utilizam um ligante, embora produzam peças que não são totalmente de metal denso. O processo pode produzir geometrias complexas que os processos tradicionais de usinagem CNC não são capazes de produzir. Exemplos de peças de metal 3D incluem moldes e pastilhas, trabalho de canal e ferramentas rápidas.

Metal materiais de impressão 3D incluem aço inoxidável, cromo cobalto, aço maraging, alumínio, liga de níquel e titânio. Estes materiais são todos discutidos em detalhes abaixo.

Metal Materiais de impressão 3D & Especificações

Metal 3D impressão é capaz de produzir peças duráveis a partir de pós metálicos. Estas peças podem ser complexas, intrincadas e elaboradas, mantendo a sua resistência.

Material	Dignação de liga	Camadas	Dureza	Vantagens	Aplicações
Aço inoxidável (PH1)	15-5 PH, DIN 1.4540 & UNS S15500	20 ou 40 camadas de mícrons	30-35 HRC Construído, Pós-duro a 40 HRC	Alta dureza &Força	Protótipo / Peças de produção
Aço inoxidável (GP1)	17-4, Europeu 1.4542, Alemão X5CrNiCuNb16-4	20 ou 40 camadas de mícrons	230 ± 20 HV1 Construído, Terra & Polido a 250-400 HV1	Alta Resistência & Ductilidade	Aplicações de Engenharia
Cobalto Cromado (MP1)	ISO 5832-4 & ASTM F75	20, 40 ou 50 camadas de mícrons	35-45 HRC construído	Resistência a altas temperaturas	Turbinas &Peças de motor
Aço maraging (MS1)	18% Ni Maraging 300, Europeu 1.2709, Alemão X3NiCoMoTi 18-9-5	20 ou 40 camadas de mícrons	33-37 HRC Construído, Pós-endurecido a 50-56 HRC	Facilmente maquinável & Excelente polimento	Ferramentas de moldagem por injecção, Conformal Cooling
Aluminum AlSi10Mg	Liga de fundição típica	30 Camadas de mícrons	Approx 119 ± 5 HBW	Baixo peso, Boas Propriedades Térmicas	Automotiva, Corrida
Níquel Liga IN718	UNS N07718, AMS 5662, AMS 5664, W.Nr 2.4668, DIN NiCr19Fe19NbMo3	40 Camadas de mícrons	30 HRC Construído, Endurecido 47 HRC	Calor & Resistente à corrosão	Turbinas, Foguetes, Aeroespacial
Aço inoxidável (316L)	ASTM F138	20 Camadas de mícrons	85 HRB	Corrosão & Resistente a Pitting	Ferramentas cirúrgicas, Alimentos &Plantas Químicas
Titanium Ti-64*	ASTM F2924	30 ou 60 Camadas de Mícron	320 ± 15 HV5	Peso leve, Alta resistência & Resistência à corrosão	Aeroespacial, Automobilismo
Titânio Ti-64 ELI*	ASTM F136 Propriedades	30 ou 60 camadas de mícrons	320 ± 15 HV5	Resistência à corrosão, Biocompatibilidade	Medicamentos, Biomédicos, Implantes

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Alumínio AlSi10Mg

AlSi10Mg é uma liga típica de fundição com boas propriedades de fundição. Este material é utilizado para peças fundidas com paredes finas e geometria complexa. Os elementos de liga de silício e magnésio levam a alta resistência e dureza. A liga também apresenta boas propriedades dinâmicas e, portanto, é utilizada para peças sujeitas a altas cargas. As peças em alumínio AlSi10Mg são ideais para aplicações que requerem uma combinação de boas propriedades térmicas e baixo peso.

Alumínio AISi10Mg Propriedades

• Alta Resistência
• Dureza
• Bom Propriedades Dinâmicas

Alumínio AlSi10Mg Aplicações

• Fabricação Direta de Protótipos Funcionais
• Baixo Volume de Produção Corridas

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• Produtos ou peças sobressalentes
• Automotiva

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• Engenharia

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• Corrida motorizada

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• Aeroespacial

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• Peças do tipo para fundição de alumínio fundido

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Cromado de cobalto MP1

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Cromado de cobalto MP1 produz peças em um cobalto-superliga à base de cromato-molibdénio. Esta classe de superliga é caracterizada por ter excelentes propriedades mecânicas (resistência/dureza), resistência à corrosão e resistência à temperatura. Tais ligas são normalmente utilizadas em aplicações biomédicas, como implantes dentários e médicos e também em aplicações de engenharia a altas temperaturas, como em motores aeroespaciais.

Propriedades do Cromo Cobalto MP1

• Resistência à Incremento, Temperatura & Resistência à Corrosão
• Propriedades Mecânicas Melhoram com Aumento de Temperatura até 500-600 °C
• Conforme com a Composição Química UNS R31538 da Liga CoCrMo de Alto Carbono
• Segura Livre de Níquel (< 0.1% teor de níquel) Composição
• Full-Fill Mechanical & Especificações Químicas da ISO 5832-4 & ASTM F75 para Ligas de Implante CoCrMo Fundido

Aplicações de Cromo-Cobalto MP1

• Aplicações de Engenharia de Alta-Temperatura (por exemplo turbinas, implantes médicos)

Aço martensítico MS1

Aço martensítico MS1 é um aço temperado. A sua composição química corresponde à classificação americana 18% Ni Maraging 300, europeu 1.2709 e alemão X3NiCoMoTi 18-9-5. Este tipo de aço é caracterizado por ter uma excelente resistência combinada com uma elevada tenacidade. As peças são facilmente usináveis com processos de acabamento CNC após o processo de construção, e podem ser facilmente pós-endurecíveis a mais de 50 HRC. Têm também uma excelente polimento. As aplicações da MargingSteel incluem ferramentas e peças de alto desempenho.

Propriedades do Aço MS1 MargingSteel

• Facilmente Maquinável
• Têmpera até Aprox. 54 HRC

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• Bom condutividade térmica

Aço temperado MS1 Aplicações

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• Série Moldagem por injeção para produção de alto volume

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• Aplicações de ferramentas (por exemplo, Fundição de alumínio fundido)
• Peças de alto desempenho

Aço inoxidável GP1

Aço inoxidável GP1 é um aço inoxidável. A sua composição química corresponde à classificação 17-4 dos EUA, 1.4542 europeu e X5CrNiCuNb16-4 alemão. Este tipo de aço é caracterizado por ter boas propriedades mecânicas, especialmente excelente ductilidade em estado processado a laser e é amplamente utilizado em uma variedade de aplicações de engenharia. Este material é ideal para muitas aplicações de construção parcial, tais como protótipos funcionais de metal, produtos de pequenas séries, produtos individualizados ou peças sobressalentes.

Propriedades do aço inox GP1

• Bom propriedades mecânicas
• Ductilidade Excelentes

Aço inox GP1 Aplicações

• Aplicações de engenharia incluindo aplicações funcionais Protótipos

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• Produtos de Pequena Série
• Produtos Individualizados ou Peças Sobressalentes

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• Peças Requerendo Alta Resistência & Ductilidade

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Aço Inoxidável PH1

Aço Inoxidável PH1 é um aço inoxidável. A composição química está em conformidade com as composições de 15-5 PH, DIN 1.4540 e UNS S15500. Este tipo de aço é caracterizado por ter excelentes propriedades mecânicas, especialmente no estado endurecido por precipitação. Este tipo de aço é amplamente utilizado numa variedade de aplicações médicas, aeroespaciais e outras aplicações de engenharia que requerem elevada dureza e resistência. Este material é ideal para muitas aplicações de construção parcial, tais como protótipos funcionais de metal, produtos de pequenas séries, produtos individualizados ou peças sobressalentes.

Propriedades do Aço Inoxidável PH1

• Muita Resistência
• Fácilmente Endurecível até Aprox. 45 HRC

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Aço inoxidável Aplicações PH1

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• Aplicações de Engenharia Incluindo Protótipos Funcionais

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• Produtos da Série Pequena
• Produtos individualizados ou peças de reposição
• Peças que exigem alta tenacidade & Dureza

Titânio Ti64

Titânio Ti64 é uma liga de Ti6Al4V. Esta liga leve comum é caracterizada por ter excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão combinadas com baixo peso específico e biocompatibilidade. A versão ELI (interstícios extra-baixo) tem uma pureza particularmente elevada. O titânio é bom para aplicações aeroespaciais e de engenharia, assim como para implantes biomédicos.

Titânio Ti64 Propriedades

• Peso leve com alta resistência específica por densidade
• Resistência à corrosão
• Biocompatibilidade
• Laser-Peças Sinterizadas Cumprir os Requisitos da ASTM F1472 (para Ti6Al4V) & ASTM F136 (para Ti6Al4V ELI) Quanto às Impurezas Máximas
• Muito Bom Bio-Adesão

Titanium Ti64 Aplicações

• Aeroespacial &Aplicações de Engenharia
• Implantes Biomédicos

Selecionar o melhor material para cada método de impressão 3D metálico é importante. Na Fathom, nossa equipe pode ajudá-lo a selecionar o material mais apropriado para o seu projeto. Abaixo discutimos quatro processos de impressão em metal 3D de metal.

O processo de impressão em metal 3D

Embora existam várias categorias de impressão em metal 3D, os métodos básicos de fabricação envolvem todos a produção de uma peça adicionando material uma camada de cada vez. Em primeiro lugar, a câmara de construção é preenchida com argônio ou outro gás inerte. O gás é utilizado para minimizar a oxidação do material metálico. O material em pó é colocado sobre a plataforma de construção. Em seguida, um laser varre uma seção transversal do componente e funde os grânulos a fim de criar uma camada. A plataforma de construção desce uma camada e depois é adicionada outra camada de pó de metal. O laser escaneia novamente para criar uma camada adicional. O processo se repete até que a peça seja feita. As estruturas de suporte feitas do mesmo material são utilizadas para fixar a peça à plataforma de construção. O pó em excesso é removido da peça e a peça é tratada com calor. A peça é retirada da plataforma de construção usando corte, fio-EDM, ou usinagem.

Metal 3D printing methods include //

• Selective Laser Melting (SLM) //A laser derrete camadas de material metálico em pó em camadas sucessivas.
• Electron Beam Melting (EBM) // O mesmo processo do SLM, mas um feixe de elétrons substitui o laser.
• Soldadura por deposição de laser (LMD) // Um pó metálico é estratificado num material base e fundido sem poros ou fissuras.
• Aplicação de pó metálico (MPA) // Partículas de pó são aceleradas num gás portador, e depois aplicadas a uma camada ou substrato previamente impresso usando um jacto de pó.

Após uma peça ter sido construída usando um dos processos de impressão 3D do metal acima, a peça passa para o pós-processamento. O pós-processamento pode incluir uma série de técnicas. Estas etapas incluem a remoção de qualquer pó solto, remoção de estruturas de suporte e recozimento térmico. A qualidade da superfície também pode ser melhorada por meio de jateamento, revestimento de metal, micromaquinação ou polimento. Os furos ou roscas podem ser criados usando usinagem CNC.

Distinguir entre cada processo de impressão 3D metálica pode ser confuso, já que alguns dos processos são muito similares. Algumas das questões mais comuns em torno da terminologia de impressão 3D em metal incluem //

Qual é a diferença entre DMLS e SLM? A Sinterização Directa a Laser de Metal (DMLS) e a Fusão Selectiva a Laser (SLM) utilizam ambas um laser para digitalizar e fundir ou fundir partículas de pó de metal para as unir e criar uma peça em camadas. Ambos os processos utilizam metal em forma granular e ambos os métodos são um tipo de impressão 3D de fusão em leito de pó. A principal diferença entre os dois é no processo de colagem de partículas. Enquanto o DMLS utiliza material de liga metálica com pontos de fusão variáveis que se ligam a altas temperaturas, o SLM utiliza pós metálicos com uma única temperatura de fusão. Ambos SLM e DMLS são adequados para uso industrial e projetos de engenharia.

Qual é a diferença entre DMLM e DMLS? A sinterização direta a laser de metal (DMLS) e a fusão direta a laser de metal (DMLM) são ambos processos de fabricação de aditivos que utilizam lasers para fundir material metálico em pó, de modo que as partículas se fundam entre si. No processo DMLS, o metal é derretido apenas parcialmente. No processo DMLM, o material é totalmente derretido em um líquido, que depois se solidifica quando resfriado. DMLS é um termo que pode ser usado para descrever qualquer processo.

Se o seu projeto utiliza a tecnologia DMLS ou outro processo de impressão 3D do metal, você pode esperar uma peça de alta qualidade que é comparável a uma peça metálica feita usando métodos tradicionais de fabricação. A capacidade de produzir peças fortes, complexas e duráveis é apenas algumas das vantagens da impressão 3D em metal. Há outros benefícios que têm impulsionado a demanda por impressão 3D em metal. Fale sobre as suas opções com um especialista em impressão 3D de metais Fathom hoje.

Quais são as vantagens da impressão 3D de metais?

Ao planejar o seu projeto de impressão 3D de metais, é importante ter em mente os seguintes benefícios. Os objectos metálicos impressos em 3D têm excelentes propriedades físicas. Eles podem ser feitos por uma ampla gama de materiais que são difíceis de processar usando métodos tradicionais de fabricação, tais como super ligas de metal. Um produto impresso em metal 3D tem um bom desempenho, é mais leve e requer menos componentes de montagem. A utilização do método de impressão em metal 3D permite às empresas produzir peças com geometrias complexas inatingíveis, utilizando métodos tradicionais de fabrico. Um número crescente de indústrias tem usado as vantagens da impressão em metal 3D para inovar e usar esta tecnologia para uma série de aplicações.

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Aplicações de Impressão em Metal 3D

Impressão em Metal 3D é um método de fabricação popular porque pode reduzir o peso da peça enquanto adiciona durabilidade e resistência. Estas características têm provado ser vantajosas para a indústria aeroespacial, saúde, pesquisa e desenvolvimento, automotiva e muito mais. O DMLS pode ser usado para numerosas aplicações, incluindo //

• Protótipos funcionais
• Manufatura digital direta
• Moldes & Insertos
• Dutos
• Ferramenta de Rápido
• Separe Partes
• Alojamento rígido
• Aquecedores & Permutadores de calor

História da impressão em metal 3D

A tecnologia de impressão em metal 3D existe desde os anos 80. Esta tecnologia continua a avançar com muitas grandes corporações que ajudam no desenvolvimento e comercialização. A seguinte linha do tempo é um resumo da história da impressão em metal 3D //

• 1980 / / A primeira máquina de sinterização a laser foi desenvolvida pelo Dr. Carl Deckard da Universidade do Texas. Enquanto esta máquina foi usada para plástico, apresentou uma oportunidade para a impressão 3D de metais.
• 1986 / / A tecnologia de Estereolitografia foi inventada por Charles Hull
• 1988 / / A Sinterização Seletiva a Laser (SLS) foi inventada por Carl Deckard e abriu o caminho para a introdução da DMLS.
• 1989 / / A Sinterização Selectiva a Laser foi inventada por Carl Deckard
• 1991 / / Dr. Ely Sachs do MIT criou o Binder Jetting.
• 1995 / / ExOne licenciou o Binder Jetting de materiais metálicos.
• 1995 / / O Instituto Fraunhofer da Alemanha patenteou a fusão do metal por lasers. Universidades e EOS, uma empresa alemã, também ajudou no desenvolvimento da impressão 3D de metais.
• 2012 / / Grandes empresas GE, HP e DM começaram a investir na impressão 3D de metais.
• 2017 – presente / / A impressão 3D de metais continua a se desenvolver em uma grande e lucrativa indústria.

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