铝和铬镍铁合金零件的大格式3D打印

Protolabs

云顶集团App下载对最新的3D打印机感到非常自豪. 谁又不是呢? 据它的制造者说, 通用电气的添加剂概念激光X线2000R是地球上“最大的金属激光熔化机”. 它配备了一对1000瓦的光纤激光器,一个31.5 in. x 15.7 in. x 19.7 in. (800mm x 400mm x 500mm)建造体积, 它非常适合各种最终用途的航空航天, 汽车, 和工业组件.

对了,云顶集团App下载有两个?

大格式,生产印刷

对你来说更重要的是这些大型打印机能生产什么类型的零件, 他们能打印什么样的金属啊, 以及你需要知道的设计大尺寸3d打印部件.

云顶集团App下载从第一个问题开始,这个问题很容易回答. 任何关注GE添加剂的人都知道,它的团队致力于降低制造成本, 提高产品性能, 减少上市时间. 所以云顶集团App下载. 简单地说, X线2000 r 是否有一些很酷的功能让它更容易操作和维护, 从而提高了云顶集团App下载的能力,制造出原本不可能的大零件, 复杂的, 直接由3D模型制成的高精度金属零件.

满足材料:铝和. 铬镍铁合金

那么金属是什么? 云顶集团App下载已经将最新的机器献给了AlSi10Mg,一种铝合金定义如下 ASTM标准F3318. 虽然被一些人认为是铸造合金, 它也被证明是任何一个寻找坚固而轻便的3D打印金属的人的首选,而且它的导热性也很好. 它含有大约10%的硅重量, 所以比6061-T6铝的研磨性更强, 但提供了类似的抗拉强度(约50 ksi). 这取决于所使用的热处理, 它也有点难——大约是72罗克韦尔B级, 与60相比,6061 -稍低的断裂伸长率(在5% - 8%之间), 基于剪切方向).

  抗拉强度* 断裂伸长率 硬度*
铬镍铁合金718 139 - 208年ksi 1818-40% 27-46 HRC
铝(AlSi10Mg) 45 - 50 ksi 8% 46-59 HRB

*因分辨率和热处理而异

这些特性使AlSi10Mg成为增材制造(AM)领域内一系列铝组件的事实上的标准. 是薄壁热交换器的理想选择, 管道系统, 和散热器, 还有括号, 杠杆, 及其他机械或结构部件. 进一步, GE添加剂已经开发了构建参数,提供了打印速度之间的良好平衡, 部分密度, 和表面质量.

此外,还有航空航天和能源行业的主力铬镍铁合金718. 这种镍基高温合金是用于高应力的, 高温, 或强腐蚀性环境(有时三者同时存在). ASTM标准F3055 将“INCO 718”3d打印零件定义为具有与锻造或铸造零件相同的物理性能. 这意味着极限抗拉强度为139 - 208年ksi, 断裂伸长率高达40%, 熔点至少为2300°F(1260°C), 这使得它非常适合燃气轮机组件, 火箭发动机, 以及其他机械或热要求高的环境.

做决定的时间

所以你应该用哪一个? 不幸的是,这个决定不仅仅是关于体重. 因为3D打印可以创造非常复杂的格子状和蜂窝状结构, 设计师可以生产出比那些减法制造更轻的部件, 即使使用相对密集的, 铬镍铁合金718等重金属. 另一方面, 现代设计工具和打印工艺倾向于使所有3d打印结构比其他情况下更坚固, 让铝材参与到曾经不可想象的应用中来.

这个决定在很大程度上取决于成本. 所有3D打印机中使用的铝粉比包括因康乃尔在内的任何高温合金都便宜. 由于它的熔点较低, 粒子比因康镍铁合金更容易融合, 减少处理时间. 更低的温度也意味着更少的担心热增长和弯曲, 对于任何基于激光的3D打印机来说都是一个重要的考虑因素. 然而, 与机械加工或铸造部件相比,原材料费用只占3d打印部件总成本的一小部分, 设计师应该把重点放在应用所需的特定材料属性上

效益比较:因科乃尔718与. 铝

总之, 铬镍铁合金718应用于极端温度环境(热或冷), 哪里可能有腐蚀和化学侵蚀, 或者这种高强度合金的强度和硬度是必要的. AlSi10Mg铝, 另一方面, 当重量是首要考虑因素(假设成品能满足所有的物理需求),还是件价是主要驱动因素时,是第一选择. 一如既往地, 确定成本delta是一个简单的上传CAD模型到云顶集团App下载的报价系统, 选择不同的材料, 然后比较每个人的报价.

  成本 耐受极端温度. 轻量化 耐蚀性
铬镍铁合金718   X   X
铝(AlSi10Mg) X   X  


更好的3D打印构建大型零件

有些人可能会想,大尺寸3d打印金属零件是否会有不同的设计剧本. 不是真正的. 增材制造设计(DfAM)的指导方针告诉云顶集团App下载厚, 传统制造商所熟悉的笨重部件应该为3D打印进行优化. 消除沉重的横截面和多余的材料有利于蜂窝和格子结构前面提到. 尽可能避免无支撑的水平平面——如果不是的话, 需要额外的后处理来删除构建支持, 推高成本.

和所有的增材制造一样,寻找零件整合的机会. 最后一点建议尤其适用于大尺寸部件, 曾经包含数百个独立组件和紧固件的多件组件可以作为一个单独的部件打印出来. 潜在的成本和交货周期节省是巨大的, 这也是缩短供应链的优势所在. 如果您有任何问题或需要帮助与您的部分设计,您知道在哪里找到云顶集团App下载.