1 overzicht van legeringsmaterialen voor hoge temperaturen
Een soort metaalsubstantie die gedurende een lange periode onder hoge temperaturen en bepaalde spanningen boven 600 graden kan functioneren, zijn hogetemperatuurlegeringen. Hun prestaties bij hoge temperaturen worden verbeterd door legeringselementen toe te voegen, waaronder molybdeen, chroom en wolfraam; hun belangrijkste basis zijn elementen als ijzer, kobalt en nikkel. Dit soort legering wordt op grote schaal gebruikt in de lucht- en ruimtevaart-, energie-, chemische en andere sectoren en heeft een grote sterkte bij hoge temperaturen, goede vermoeidheidsprestaties, breuktaaiheid en uitzonderlijke oxidatie- en corrosieweerstand.
Legeringen voor hoge temperaturen worden meestal toegepast in de lucht- en ruimtevaartindustrie om componenten voor hoge temperaturen te produceren, zoals verbrandingskamers, turbinebladen, turbineschijven, enz. in luchtvaartmotoren en vliegtuigen. Deze onderdelen moeten niet alleen voldoende sterkte en taaiheid behouden bij hoge temperaturen, maar ook bestand zijn tegen gecompliceerde mechanische en thermische belastingen, waardoor vrij hoge materiaalprestaties worden vereist.
2 Metaal 3D-printtechnologie: samenvatting
Gebaseerd op digitale 3D-modellering, is 3D-printen van metaal, ook wel metaaladditieve productie genoemd, een geavanceerde technologie die snelle fabricage mogelijk maakt van ingewikkelde structurele componenten door laag voor laag metaalpoeders of -draden aan te brengen. Metaal 3D-printen beschikt over snellere productiecycli, beter materiaalgebruik dan conventionele subtractieve of gelijkwaardige materiaalproductietechnieken, en meer ontwerpflexibiliteit.
Onder de verschillende metalen materialen die de 3D-printtechnologie van metaal aankan, waaronder roestvrij staal, aluminiumlegeringen, titaniumlegeringen, nikkellegeringen en legeringen voor hoge temperaturen, bevinden zich niet alleen perfecte controle van de microstructuur van het materiaal door exacte controle van printparameters, waaronder laservermogen, scansnelheid, laagdikte, enz., waardoor de materiaalprestaties worden geoptimaliseerd.
3 Legeringen voor hoge temperaturen in de lucht- en ruimtevaart: toepassingen Driedimensionaal printen van metaal
Productie van ingewikkelde structurele onderdelen
Hogetemperatuurcomponenten in de lucht- en ruimtevaart, zoals koelkanalen voor turbinebladen en interne bekledingen voor verbrandingskamers, hebben ingewikkelde geometrische vormen en interne structuren. Hoewel de 3D-printtechnologie voor metaal deze moeilijkheid gemakkelijk aankan, vinden traditionele productietechnieken het soms moeilijk om deze ingewikkelde structuren nauwkeurig te verwerken. Zonder de noodzaak van ingewikkelde fittingen en mallen kunnen componenten met ingewikkelde geometrische vormen en interne structuren nauwkeurig worden vervaardigd door laag voor laag metaalpoeders te stapelen.
Lichtgewicht constructivisme
Een van de belangrijkste doelstellingen in de lucht- en ruimtevaartindustrie is lichtgewicht; het kan vliegtuigen helpen lichter te worden, het brandstofverbruik te verlagen en de vliegprestaties te verbeteren. Door middel van structurele architectuur en materiaaldistributie kunnen ontwerpers met 3D-printtechnologie lichtgewicht ontwerpen realiseren. Het gewicht kan bijvoorbeeld aanzienlijk worden verlaagd zonder dat dit ten koste gaat van de sterkte door turbinebladen met een holle of roosterconstructie te bouwen.
Optimalisatie van materiaalkwaliteiten
Door exacte controle van de microstructuur van materialen kan de 3D-printtechnologie van metaal hun kwaliteiten maximaliseren. Door printparameters en warmtebehandelingstechnieken aan te passen, kan exacte controle van de microstructuur, inclusief korrelgrootte, fasesamenstelling en verdeling, worden verkregen bij de productie van hogetemperatuurlegeringen: het optimaliseren van deze microstructuren draagt bij aan de sterkte van materialen bij hoge temperaturen, weerstand tegen vermoeidheid en oxidatie weerstand te verbeteren.
Verlaging van de productiekosten
Vaak zijn voor de traditionele vervaardiging van gelegeerde componenten bij hoge temperaturen verschillende processen nodig (gieten, smeden, machinaal bewerken, enz.) die niet alleen hoge productiekosten met zich meebrengen, maar ook gemakkelijk afvalproducten produceren. Door direct voltooide of bijna voltooide componenten te produceren, vermindert de 3D-printtechnologie van metaal de tussenprocedures en de afvalpercentages drastisch, waardoor de productiekosten worden verlaagd.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printed-automotive-metal-prototype.html