1.SLM Tipi di materie prime per la stampa 3D
Nella stampa 3D SLM, le polveri metalliche, che hanno buone caratteristiche di plasticità, scorrevolezza e alto punto di fusione, possono soddisfare le esigenze di fusione ad alta temperatura, raffreddamento rapido e impilamento strato per strato nel processo di stampa SLM. Al momento, la stampa 3D SLM utilizza principalmente i seguenti tipi di materie prime:
Materiale in acciaio inossidabile: tra i componenti grezzi spesso utilizzati nella stampa 3D SLM c'è la polvere di acciaio inossidabile. Può generare in modo rapido ed efficace piccole quantità di componenti industriali complicati e vanta un ottimo rapporto costo-efficacia, una buona resistenza alla corrosione e un'elevata robustezza. Ampiamente utilizzata nell'aerospaziale, nelle apparecchiature mediche, nella produzione automobilistica e in altri settori, la polvere di acciaio inossidabile è costituita da diverse forme tra cui 304, 304L, 316, 316L, acciaio inossidabile austenitico privo di nichel.
Un’altra risorsa grezza cruciale nella stampa 3D SLM è la polvere di lega di alluminio, che è a bassa densità, elevata resistenza, plasticità eccezionale e ottime prestazioni termiche. Attualmente, l’alluminio silicio AlSi12 e AlSi10Mg sono le leghe più spesso utilizzate per la stampa 3D SLM. Le applicazioni per queste polveri di leghe di alluminio abbondano in componenti a pareti sottili, costruzioni leggere, scambiatori di calore e altri settori.
A causa della sua grande resistenza all'usura e alla corrosione, la polvere di lega di cobalto-cromo viene spesso utilizzata per la stampa di diverse articolazioni artificiali e dispositivi implantari per chirurgia plastica. È anche ampiamente applicato nel campo dell'odontoiatria. Controllando con precisione la microstruttura e le caratteristiche delle leghe di cobalto-cromo, la tecnologia di stampa 3D SLM soddisfa la necessità di parti ad alta precisione ed elevata affidabilità nel settore medico.
Ampiamente impiegata nel settore aerospaziale, la polvere di lega di titanio è un materiale perfetto per la produzione di componenti importanti, tra cui dischi di turbine e pale di motori aeronautici, grazie alla sua resistenza alle alte temperature, alla grande resistenza alla corrosione, all'elevata resistenza e alla bassa densità. Il design strutturale delle parti in lega di titanio può essere massimizzato dalla tecnologia di stampa 3D SLM, migliorandone quindi le prestazioni e l'affidabilità.
Adatto per condizioni impegnative con alta temperatura e alta pressione, il materiale in lega di nichel possiede resistenza all'ossidazione e alla corrosione. Il controllo accurato della microstruttura e della composizione delle leghe di nichel reso possibile dalla tecnologia di stampa 3D SLM soddisfa i criteri di applicazione in ambienti ad alta temperatura e alta pressione. Le applicazioni per le leghe di nichel sono piuttosto ampie in settori quali la petrolchimica e le tecnologie aerospaziali.
Vari componenti in lega: oltre alle materie prime di base sopra menzionate, la stampa 3D SLM può anche utilizzare vari materiali in lega tra cui leghe di magnesio, leghe di rame, leghe ad alta temperatura (come le leghe della serie Inconel), ecc. Questi materiali in lega hanno speciali qualità e utilizzi in grado di soddisfare molteplici settori per particolari di alta precisione, elevata resistenza e affidabilità.
2. Caratteristiche delle materie prime della stampa 3D SLM
Le prestazioni e la qualità dei beni prodotti dipendono in gran parte dalle materie prime utilizzate nella stampa 3D SLM. Queste proprietà consistono essenzialmente nella dimensione delle particelle della polvere, nella distribuzione delle dimensioni delle particelle, nella sfericità, nella fluidità, nella densità apparente e nella composizione chimica.
Uno degli elementi principali che influenzano la qualità della stampa 3D SLM è la dimensione delle particelle di polvere e la dispersione delle dimensioni delle particelle. Mentre una dimensione delle particelle troppo grande può danneggiare la precisione e la qualità della superficie degli articoli prodotti, una dimensione delle particelle di polvere troppo piccola potrebbe causare un calo della velocità di stampa. Per garantire l'accuratezza e la qualità dei prodotti stampati, è quindi essenziale selezionare la dimensione delle particelle di polvere e l'intervallo di distribuzione delle dimensioni delle particelle adatti.
Le particelle di polvere ad alta sfericità migliorano la scorrevolezza e possono essere equamente distribuite sul letto di polvere, migliorando quindi la precisione e la qualità della superficie dei prodotti prodotti. Le particelle di polvere ad alta sfericità possono aiutare a ridurre al minimo gli spruzzi e l'agglomerazione della polvere durante il processo di stampa, ottimizzando così l'efficienza di stampa.
La densità libera è la densità delle particelle di polvere nella loro forma naturale di impilamento. La polvere sfusa ad alta densità di imballaggio può aumentare l'efficienza di stampa e contribuire a ridurre gli sprechi di polvere durante il processo di stampa. Le polveri sfuse ad alta densità di imballaggio possono quindi anche contribuire ad aumentare le qualità meccaniche e la densità dei prodotti stampati.
Le prestazioni dei materiali stampati sono in gran parte influenzate dalla composizione chimica dei componenti grezzi. Pertanto, è essenziale monitorare attentamente la composizione chimica delle materie prime per la stampa 3D SLM per garantire che le parti prodotte soddisfino i criteri di progettazione.
3.Applicazione di materie prime per la stampa 3D SLM
Le materie prime per la stampa 3D SLM trovano ampio utilizzo in molte discipline diverse. Questi sono alcuni scenari applicativi abituali:
Argomento aerospaziale: componenti aerospaziali con forme complesse e grande precisione, come dischi di turbine, pale di motori di aerei, ecc., possono essere prodotti mediante la tecnologia di stampa 3D SLM. Sono necessarie materie prime ad alta resistenza e altamente resistenti alla corrosione come le leghe di titanio e le leghe di nichel poiché questi componenti devono tollerare ambienti impegnativi ad alta temperatura e alta pressione.
La tecnologia di stampa 3D SLM può produrre impianti medici molto precisi e affidabili nel campo della biomedicina, comprese articolazioni artificiali, impianti dentali, ecc. Questi impianti necessitano di una forte biocompatibilità e caratteristiche meccaniche, quindi le leghe di titanio e le leghe di cromo cobalto devono essere utilizzate da materie prime biocompatibili.
La tecnologia di stampa 3D SLM è in grado di produrre parti automobilistiche leggere, ad alta resistenza e altamente precise, inclusi supporti motore, sistemi frenanti, ecc. nel campo della produzione di automobili. Sono necessarie materie prime ad alta resistenza e altamente resistenti alla corrosione come la lega di alluminio e l'acciaio inossidabile poiché queste sezioni devono sopportare grandi pesi e vibrazioni.
La tecnologia di stampa 3D SLM è in grado di produrre forme complesse e parti di stampi ad alta precisione nel campo della produzione di stampi, inclusi canali di raffreddamento, nuclei, ecc. Per queste sezioni sono quindi necessarie materie prime ad alta resistenza e resistenti all'usura come l'acciaio inossidabile e la lega di cromo-cobalto poiché richiedono grande precisione e resistenza all'usura.
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