באילו סגסוגות משתמשים להדפסת תלת מימד?

1. סגסוגות הדפסה תלת מימדיות: סוגים
סוג החומר קובע אם חומרי מתכת להדפסת תלת מימד נכנסים לסגסוגות מבוססות ברזל, סגסוגות מבוססות טיטניום וטיטניום, סגסוגות מבוססות ניקל, סגסוגות כרום קובלט, סגסוגות אלומיניום, סגסוגות נחושת וכו'.
סגסוגת על בסיס ברזל
סגסוגות המבוססות על ברזל הן סוג של סגסוגת שנחקרה בעבר ובאופן יסודי יותר בחומרי מתכת להדפסת תלת מימד. פלדת כלי עבודה, פלדת אל-חלד 316L, פלדה מהירה M2, פלדת תבנית H13 ו-15-5פלדה מרטנסיטית מיושנת PH מגדירים בעיקר סוג זה של סגסוגת. מתאימות במיוחד לייצור עובש, סגסוגות מבוססות ברזל בעלות עלות נמוכה, קשיות רבה, קשיחות יוצאת דופן ויכולת עיבוד מצוינת. שימוש חשוב אחד בסגסוגות מבוססות ברזל, למשל, הוא הדפסה תלת-ממדית של תבניות דרכי מים קונפורמיות, שיכולות לשפר את אחידות שדה הטמפרטורה, כך למזער תקלות במוצר ולהאריך את חיי העובש על ידי סידור מדויק של תעלות הקירור.
סגסוגות מטיטניום וטיטניום
בגלל החוזק הספציפי הרב והגבוה שלהם, עמידות יוצאת דופן בחום, עמידות בפני קורוזיה ותאימות ביולוגית טובה, סגסוגות טיטניום וטיטניום התפתחו לחומרים מושלמים במגזרים הכוללים מכשירים רפואיים, ציוד כימי, תעופה וחלל וציוד ספורט. אבל סגסוגת טיטניום היא חומר נפוץ לעיבוד עם מתח וטמפרטורה גדולים במהלך העיבוד, ושחיקה חמורה של הכלים המגבילה את השימוש הרחב בו. מכיוון שניתן לעשות זאת בסביבה אטמוספרית מגינה, ולכן מניעת אינטראקציות בין טיטניום ואלמנטים כמו חמצן וחנקן, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתאימה היטב לייצור סגסוגות טיטניום. חימום מהיר וקירור בו-זמני של אזורים זעירים מפחיתים גם את הנידוף של רכיבי סגסוגת. יתר על כן, הדפסת תלת מימד יכולה לייצר צורות מורכבות ללא חיתוך, ולכן מייעלת את השימוש בחומרים ומוזלת את הוצאות הייצור. נכון לעכשיו, Ti טהור, Ti6A14V (TC4) ו-Ti6A17Nb - בשימוש רב בחלקי תעופה וחלל ובשתלים מלאכותיים - כגון עצמות, שיניים וכו' - הם בין סגסוגות הטיטניום והטיטניום המודפסות בתלת-ממד הזמינות.
סגסוגת על בסיס ניקל
בין הסגסוגות העל המתפתחות והשימושיות ביותר הן סגסוגות בסיס ניקל. מיושמים באופן נרחב במטוסים, פטרוכימיים, בניית ספינות, אנרגיה ואחרים, יש להם חוזק רב ועמידות בפני קורוזיה מוגדרת ב-650-1000 מעלות. עבור להבי טורבינות ודיסקים של מנועי מטוסים, למשל, סגסוגות-על מבוססות ניקל מוצאות שימוש. לסגסוגות המבוססות על ניקל מודפס תלת מימדי יש לרוב ציונים של Inconel 625, Inconel 718 ו-Inconel 939.
סגסוגות של כרום קובלט
למרות שהן משמשות גם כסגסוגות בטמפרטורה גבוהה, סגסוגות המבוססות על קובלט הגבילו את הפיתוח בשל מגבלת משאבים. סגסוגות המבוססות על קובלט הן בעלות תאימות ביולוגית גדולה יותר מסגסוגות טיטניום, המיושמות כיום באופן נרחב כחומרים רפואיים לייצור שתלים דנטליים ואורתופדיים. דרגות סגסוגת מבוססות קובלט מודפסות בתלת מימד בשימוש נפוץ מורכבות מ-Co 212, Co 452, Co 502 ו-CoCr28Mo6.
סגסוגת אלומיניום
צפיפות נמוכה, עמידות בפני קורוזיה טובה, עמידות חזקה בפני עייפות, חוזק ספציפי וקשיחות גבוהה - כל אלו מגדירים את סגסוגת האלומיניום כחומר קל משקל. ציונים נפוצים בסגסוגת אלומיניום יצוק, החומר המשמש בהדפסה תלת מימדית כוללים AlSi10Mg, AlSi7Mg, AlSi9Cu3 וכו'. תלוי בעיקר בטכנולוגיות נפוצות כגון המסת לייזר סלקטיבית (SLM), המסת קרן אלקטרונים (EBM), ותצהיר אנרגיה ישירה (DED) , טכניקת הדפסה תלת מימדית מסגסוגת אלומיניום טכנולוגיות אלו מחממות במדויק אבקת סגסוגת אלומיניום באמצעות לייזרים בעלי אנרגיה גבוהה או אלומות אלקטרונים, ולכן נמסים ועורמים שכבה אחר שכבה כדי לייצר סוף סוף את הצורה המיועדת של החלק. יישומים עבור טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מסגסוגת אלומיניום הם רחבים למדי בתעשיות התעופה והחלל, הרכב, הרפואה ואחרות.
שילוב נחושת
סגסוגת נחושת היא בעלת מוליכות תרמית טובה, המיועדת לשימוש בתוספות תבניות או בתאי בעירה של מנוע רקטי. עבור תא בעירה העשוי מדפנות פנימיות מסגסוגת נחושת GRCop-84 וקירות חיצוניים מסגסוגת ניקל, נאס"א, למשל, השתמשה בטכנולוגיית הדפסה תלת מימדית. טכנולוגיית SLM שימשה בייצור הקירות הפנימיים; שקיעת נתיך קרן אלקטרונים סיימה את הקירות החיצוניים. תא הבעירה עדיין מראה צורה טובה לאחר בדיקת הצתה בעוצמה מלאה, מה שמוכיח שלטכנולוגיית הדפסת תלת מימד יש השפעה זהה לטכנולוגיה קונבנציונלית וחוסכת הרבה זמן והוצאות תהליך.
סגסוגות הדפסה 2.3D: יישומים
אווירונאוטיקה
בתעשייה האווירית, טכנולוגיית סגסוגת הדפסת תלת מימד מציעה הזדמנויות חדשות לעיצוב קל משקל של מטוסים. ניתן לייצר להבי מנוע ומסגרות גוף על ידי ויסות מדויק של מבנה המיקרו ונתיב ההדפסה של הסגסוגת, ולכן מאפשרים רכיבי מטוס קלים וחזקים. יחד עם שיפור צריכת הדלק, הדבר מקצר את מחזור המחקר והפיתוח ומוריד את עלויות הייצור, ולכן מקל על המשקל הכולל של המטוס.
ייצור רכבים
בנוסף, טכנולוגיית סגסוגת הדפסת תלת מימד מראה הבטחה משמעותית בתחום ייצור הרכב. ניתן לייצר ממנו חלקים חשובים של מכוניות כגון מערכות מתלים, הילוכים וכו'. ניתן לבצע הדפסה משולבת של מבנים מסובכים באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד, ולכן מוריד את ספירת הרכיבים ומשפר את כל הביצועים והשילוב של הרכב. במקביל, טכנולוגיית סגסוגת הדפסת תלת מימד עשויה להיות מותאמת לדרישות הצרכנים, ולכן מספקת את הביקוש לרכבים מגוונים ובעלי ביצועים גבוהים מהשוק.
כלים וציוד לרפואה
בעולם הציוד הרפואי, טכנולוגיית סגסוגת הדפסת תלת מימד שינתה את החדשנות הרפואית באופן דרסטי. ניתן לייצר ממנו ציוד רפואי ושתלים מדויקים כמו מפרקים מלאכותיים, מכשירי יישור שיניים וכו'. באמצעות טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית, ניתן לבצע ייצור והתאמה אישית מדויקת של ציוד זה, ובכך לשפר את נוחות המטופל ואת שיעור ההצלחה הניתוחית.
מספר דיסציפלינות
מלבד התחומים המפורטים לעיל, טכנולוגיית סגסוגת הדפסת תלת מימד הראתה אפשרויות נהדרות בכמה מגזרים כמו בניין, אמנות ואלקטרוניקה. טכנולוגיית סגסוגת הדפסת תלת מימד, למשל, עשויה ליצור פסלים מורכבים ויפים בייצור אמנותי; במגזר הבניין, ניתן להשתמש בו כדי ליצור רכיבי בנייה מדויקים מאוד.

https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/conformal-cooling-for-3d-printing-mold.html