Prášek pro multilaserový tisk

Úvod

V rychle se rozvíjejícím světě aditivní výroby, multilaserový tisk se stala průlomovou technikou. Přináší revoluci do výroby kovových dílů, protože zvyšuje efektivitu, zvyšuje přesnost a umožňuje vytvářet složité geometrie, které byly dříve považovány za nemožné. Co však tuto technologii skutečně pohání? Odpověď se skrývá v prášku používaném pro multilaserový tisk.

Tento článek se zabývá světem prášků používaných ve vícediskových tiskárnách, zkoumá různé modely, jejich složení, vlastnosti, aplikace a další. Ať už jste zkušený inženýr, zvědavý technický nadšenec, nebo někdo, kdo zkoumá potenciál aditivní výroby, tento průvodce je přizpůsoben vašim potřebám. Začněme naši cestu pochopením základů.

Přehled prášků pro Multi-Laserový tisk

Co je multilaserový tisk?

Multilaserový tisk, známý také jako multilaserová fúze v práškovém loži (PBF), je typ aditivní výroby, který využívá více laserů k selektivnímu tavení práškových materiálů vrstvu po vrstvě. Tato metoda se běžně používá pro kovy a je ceněna pro svou schopnost vyrábět vysoce detailní a strukturálně pevné díly.

Klíčové body:

• Více laserů: Zvyšuje rychlost výroby a umožňuje vytvářet složitější díly.
• Přesnost: Zajišťuje vysokou přesnost rozměrů dílů.
• Všestrannost: Lze pracovat s širokou škálou kovových prášků.

Proč záleží na výběru prášku

Úspěšnost multilaserového tisku do značné míry závisí na použitém prášku. Kvalita, složení a vlastnosti prášku přímo ovlivňují pevnost, trvanlivost a vzhled konečného výrobku. V této části se budeme zabývat důležitostí výběru správného prášku a faktory, které je třeba při výběru zvážit.

Faktory, které je třeba zvážit:

• Velikost a tvar částic: Ovlivňuje tekutost a hustotu balení.
• Kompozice: Určuje materiálové vlastnosti konečného výrobku.
• Čistota: Ovlivňuje kvalitu a konzistenci vytištěných dílů.

Typy prášků pro multilaserový tisk

Porozumění různým modelům prášků

Na trhu jsou k dispozici různé prášky pro multilaserový tisk, z nichž každý je přizpůsoben pro specifické aplikace. Prozkoumejme některé z nejoblíbenějších modelů.

Práškový model	Kompozice	Charakteristiky	APLIKACE	Výhody	Omezení
Inconel 718	Nikl-chrom	Vysoká pevnost, odolnost proti korozi	Letectví a kosmonautika, turbíny	Odolnost vůči vysokým teplotám	Drahé, obtížně zpracovatelné
Ti-6Al-4V	Slitina titanu	Lehké, silné	Lékařské implantáty, letectví a kosmonautika	Biokompatibilní, silný	Křehké za určitých podmínek
Nerezová ocel 316L	Železo-nikl-chrom	Odolnost proti korozi, dobrá svařitelnost	Zdravotnické prostředky, zpracování potravin	Nákladově efektivní, snadná práce	Nižší pevnost ve srovnání s jinými kovy
AlSi10Mg	Slitina hliníku	Lehké, dobré tepelné vlastnosti	Automobilový a letecký průmysl	Vysoká vodivost, snadné zpracování	Omezená pevnost, nevhodné pro vysoce namáhané aplikace
CoCrMo	Kobalt-chrom-molybden	Vysoká odolnost proti opotřebení, biokompatibilita	Zubní a ortopedické implantáty	Odolné, dlouhotrvající	Drahé, omezená dostupnost
CuNi2SiCr	Měď-nikl-křemík-chrom	Vynikající elektrická vodivost, odolnost proti korozi	Elektrické komponenty, výměníky tepla	Vodivé, snadno zpracovatelné	Drahé, omezená mechanická pevnost
Maraging Steel	Nikl-kobalt-molybden	Vysoká pevnost, houževnatost	Nástroje, vysoce namáhané aplikace	Tepelně zpracovatelné, odolné	Omezená odolnost proti korozi, drahé
Hastelloy X	Nikl-chrom-molybden	Pevnost při vysokých teplotách, odolnost proti oxidaci	Letectví a kosmonautika, chemické zpracování	Odolné, silné při vysokých teplotách	Drahé, obtížně zpracovatelné
Al6061	Slitina hliníku	Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti, odolnost proti korozi	Automobilový a letecký průmysl	Lehké, snadno se s nimi pracuje	Omezená únavová pevnost
Tantal	Čistý tantal	Vysoký bod tání, biokompatibilita	Lékařské implantáty, elektronika	Extrémně trvanlivé, odolné proti korozi	Velmi drahé, omezená dostupnost

Složení prášku pro multilaserový tisk

Složení kovových prášků je zásadní, protože určuje vlastnosti materiálu tištěného dílu. Každý prvek ve slitině hraje specifickou roli a ovlivňuje faktory, jako je pevnost, odolnost proti korozi a tepelná stabilita. Pojďme se ponořit do složení některých klíčových prášků používaných při vícediskovém tisku.

Charakteristiky prášku pro multilaserový tisk

Velikost a tvar částic

Velikost a tvar částic prášku jsou rozhodující pro zajištění hladkého průběhu tisku. Například sférické částice mají lepší sypnost, což vede k rovnoměrnějšímu vytváření vrstev během tisku.

Typ prášku	Velikost částic (µm)	Tvar částice	Dopad na tisk
Inconel 718	15-45 µm	Sférický	Dobrá tekutost, vysoká hustota balení
Ti-6Al-4V	20-60 µm	Sférický	Důsledná tvorba vrstev, menší pórovitost
Nerezová ocel 316L	10-50 µm	Nepravidelný	Různá tekutost, vhodné pro detailní práci
AlSi10Mg	15-45 µm	Sférický	Výborný tok, snadné zpracování
CoCrMo	20-60 µm	Sférický	Důsledná tvorba vrstev, vysoká hustota
CuNi2SiCr	15-45 µm	Nepravidelný	Vyžaduje opatrné zacházení, mírný průtok
Maraging Steel	10-50 µm	Sférický	Dobré balení, vysoká pevnost
Hastelloy X	15-45 µm	Sférický	Vynikající tepelná stabilita, hladký tisk
Al6061	20-60 µm	Sférický	Lehké, snadno ovladatelné
Tantal	15-45 µm	Sférický	Vysoký bod tání, náročný na zpracování

Aplikace prášků ve vícelamelovém tisku

Různorodé průmyslové aplikace

Všestrannost multilaserového tisku otevřela dveře mnoha průmyslovým odvětvím, z nichž každé těží ze specifických vlastností různých kovových prášků. Podívejme se, jak se tyto prášky používají v různých odvětvích.

Průmysl	Běžné prášky	APLIKACE
Letectví a kosmonautika	Inconel 718, Ti-6Al-4V	Lopatky turbíny, součásti motoru
Medical	Ti-6Al-4V, CoCrMo	Implantáty, chirurgické nástroje
Automotivní	AlSi10Mg, Al6061	Lehké díly, konstrukční prvky
Nástroje	Maraging Steel, Inconel 718	Vstřikovací formy, řezné nástroje
Elektronika	CuNi2SiCr, tantal	Elektrické konektory, chladiče
Chemické zpracování	Hastelloy X, Inconel 718	Ventily, čerpadla, chemické reaktory
Zpracování potravin	Nerezová ocel 316L	Hygienické vybavení, povrchy přicházející do styku s potravinami
Zubní lékařství	CoCrMo, Ti-6Al-4V	Zubní implantáty, ortodontické pomůcky

Specifikace, velikosti, třídy a normy

Porozumění specifikacím a normám

Každý prášek používaný při multilaserovém tisku dodržuje specifické normy a třídy, což zajišťuje konzistenci a kvalitu. Zde je rozpis specifikací některých oblíbených prášků.

Práškový model	Rozsah velikostí (µm)	Hodnost	Normy
Inconel 718	15-45 µm	AMS 5662, ASTM B637	ASTM F3055-14a, ISO 15156
Ti-6Al-4V	20-60 µm	Třída 5, třída 23	ASTM F2924, ISO 5832-3
Nerezová ocel 316L	10-50 µm	UNS S31603	ASTM A240, ASTM F138
AlSi10Mg	15-45 µm	CS AW-6082	ASTM B209, ISO 3522
CoCrMo	20-60 µm	ASTM F75, ASTM F799	ISO 5832-4, ISO 5832-12
CuNi2SiCr	15-45 µm	UNS C18050	ASTM B111, ASTM B171
Maraging Steel	10-50 µm	18Ni (300)	AMS 6514, ASTM A538
Hastelloy X	15-45 µm	UNS N06002	ASTM B435, AMS 5754
Al6061	20-60 µm	T6, T651	ASTM B209, ASTM B221
Tantal	15-45 µm	ASTM F560	ISO 13782, ASTM B708

Dodavatelé a podrobnosti o cenách

Kde hledat zdroje prášků

Dostupnost kovových prášků pro multilaserový tisk roste a řada dodavatelů nabízí různé modely. Níže je uveden seznam některých renomovaných dodavatelů a přibližné ceny různých prášků.

Dodavatel	Práškový model	Cena (za kg)	Dostupnost
Höganäs	Inconel 718	$150 – $200	Celosvětově
Carpenter Additive	Ti-6Al-4V	$300 – $350	Celosvětově
Sandvik Osprey	Nerezová ocel 316L	$100 – $150	Evropa, Severní Amerika
AP&C (GE Additive)	AlSi10Mg	$80 – $120	Celosvětově
EOS GmbH	CoCrMo	$250 – $300	Evropa, Asie
Přísady GKN	CuNi2SiCr	$200 – $250	Celosvětově
Renishaw	Maraging Steel	$180 – $220	Evropa, Severní Amerika
Praxair Surface Technologies	Hastelloy X	$400 – $450	Celosvětově
Metalysis	Al6061	$90 – $130	Evropa, Asie
Telex Metals	Tantal	$500 – $600	Severní Amerika

Výhody a omezení používání specifických prášků

Srovnání modelů prášků

Při výběru prášku pro multilaserový tisk je nutné zvážit výhody a omezení. Zde je podrobné srovnání, které vám pomůže učinit informované rozhodnutí.

Práškový model	Výhody	Omezení
Inconel 718	Vysoká pevnost, vynikající tepelná odolnost	Drahé, náročné na zpracování
Ti-6Al-4V	Lehké, biokompatibilní	Křehké, obtížně obrobitelné
Nerezová ocel 316L	Odolnost proti korozi, snadná práce	Nižší pevnost ve srovnání s jinými slitinami
AlSi10Mg	Lehké, dobré tepelné vlastnosti	omezená pevnost, není ideální pro vysoce namáhané díly
CoCrMo	Odolné, biokompatibilní	Drahé, omezená dostupnost
CuNi2SiCr	Vynikající vodivost, odolnost proti korozi	Vysoká cena, omezená mechanická pevnost
Maraging Steel	Vysoká pevnost, tepelně zpracovatelné	Omezená odolnost proti korozi, drahé
Hastelloy X	Vynikající výkon při vysokých teplotách	Drahé, obtížně se s nimi pracuje
Al6061	Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti, odolný proti korozi	Nižší únavová pevnost
Tantal	Vysoce odolný, biokompatibilní	Velmi drahé, obtížně dostupné

Časté dotazy

Otázka	Odpověď
Jaký je nejlepší prášek pro vysokoteplotní aplikace?	Inconel 718 a Hastelloy X jsou díky své tepelné odolnosti vynikající volbou.
Je Ti-6Al-4V vhodný pro lékařské implantáty?	Ano, Ti-6Al-4V je biokompatibilní a hojně se používá v lékařských implantátech.
Který prášek má nejlepší elektrickou vodivost?	CuNi2SiCr je vysoce vodivý, takže je ideální pro elektrické komponenty.
Jaké jsou nejvýhodnější prášky?	Nerezová ocel 316L a AlSi10Mg jsou cenově dostupnější možnosti s dobrými vlastnostmi.
Mohu v jednom tisku použít více prášků?	Obecně platí, že pro zajištění konzistence je nejlepší používat jeden prášek na jeden tisk, i když některé pokročilé stroje mohou umožňovat míchání.
Jaká je typická velikost částic prášku?	Většina prášků se pohybuje mezi 10-60 µm, s konkrétními rozměry v závislosti na použití.
Jak skladovat kovové prášky?	Skladujte je na suchém a chladném místě, mimo dosah vlhkosti, aby nedošlo k oxidaci nebo kontaminaci.

Závěr

Svět multilaserový tisk je stejně složitá jako fascinující, přičemž základem této technologie jsou kovové prášky. Ať už tisknete letecké součástky, lékařské implantáty nebo složité nástrojové díly, správný prášek může mít zásadní význam. Pochopením typů, složení, vlastností a použití těchto prášků můžete optimalizovat své tiskové procesy a dosáhnout výjimečných výsledků.

Znát další procesy 3D tisku