5 Bahan Logam untuk Pencetakan 3D

Artikel ini akan memperkenalkan 5 serbuk logam untuk pencetakan 3D logam. Mereka adalah paduan aluminium , paduan magnesium , baja tahan karat , paduan suhu tinggi , dan paduan titanium .

Apa itu Teknologi Pencetakan 3D?

Pencetakan 3D adalah semacam prototipe cepat technology, yaitu teknologi yang menggunakan bahan baku untuk ditumpuk lapis demi lapis untuk menyelesaikan pembuatan model padat tiga dimensi. Ini didasarkan pada file model digital dan menggunakan bahan yang dapat diikat (seperti plastik atau logam bubuk, dll.) untuk membuat objek tiga dimensi dengan pencetakan lapis demi lapis.

Aplikasi Teknologi Cetak 3D

Pencetakan 3D umumnya menggunakan printer bahan teknologi digital. Ini digunakan untuk membuat model di bidang pembuatan cetakan, desain industri, dan sebagainya. Dengan perkembangan dan kematangan teknologi, secara bertahap digunakan dalam pembuatan langsung beberapa produk atau komponen. Teknologi pencetakan 3D sudah berperan dalam alas kaki, desain industri, perhiasan, medis, otomotif, dirgantara, pendidikan, arsitektur, teknik sipil, dan banyak lainnya.

Tentang Pencetakan 3D Logam

Dalam beberapa tahun terakhir, pencetakan 3D logam telah dianggap sebagai arah pengembangan utama industri manufaktur masa depan, dan kecepatan perkembangannya jauh melebihi pencetakan 3D non-logam. Sebagai bahan dasar pencetakan logam, bahan serbuk logam juga merupakan titik terobosan penting dalam mengembangkan teknologi pencetakan 3D. Untuk penelitian tentang jenis-jenis bahan serbuk logam, saat ini terdapat lima bahan serbuk logam:paduan titanium, paduan aluminium, paduan magnesium, paduan super, dan baja tahan karat.

1. Paduan Titanium

Paduan titanium memiliki keunggulan kekuatan tinggi, kekuatan termal tinggi, ketahanan korosi yang baik, kinerja suhu rendah yang baik, dan aktivitas kimia yang tinggi, dan banyak digunakan dalam peralatan olahraga, industri kimia, industri nuklir, peralatan medis, ruang angkasa, dan bidang lainnya. . Saat ini, banyak negara telah menyadari pentingnya bahan paduan titanium.

Paduan titanium adalah bahan struktural penting baru yang digunakan dalam industri kedirgantaraan. Paduan titanium terutama digunakan untuk membuat komponen kompresor mesin pesawat, diikuti oleh roket, rudal, dan bagian struktural pesawat berkecepatan tinggi.

Bagian paduan titanium yang diproduksi dengan teknik penempaan dan pengecoran tradisional telah banyak digunakan di bidang teknologi tinggi.

Dalam proses pemotongan, koefisien deformasi paduan titanium kecil, suhu pemotongan tinggi, alat mudah aus, dan gaya potong per satuan luas besar. Ditambah dengan ketahanan aus yang buruk dan kinerja proses yang buruk dari paduan titanium, pemesinan paduan titanium sangat sulit, dan proses produksinya rumit. Dan paduan titanium sangat mudah menyerap kotoran seperti hidrogen, oksigen, nitrogen, dan karbon selama pengerjaan panas.

Oleh karena itu, jika metode penempaan dan pengecoran tradisional digunakan untuk memproduksi bagian paduan titanium, biayanya tinggi, tingkat pemanfaatan materialnya rendah, pemrosesannya sulit, dan proses produksinya rumit. Karena kesulitan ini, aplikasi paduan titanium secara luas menjadi terhambat.

Dengan perkembangan masyarakat, penggunaan teknologi pencetakan 3D logam dapat memecahkan masalah di atas, sehingga teknologi 3D telah menjadi teknologi baru untuk pembuatan suku cadang paduan titanium secara langsung dalam beberapa tahun terakhir.

2. Paduan Aluminium

Paduan aluminium memiliki sifat fisik, kimia, dan mekanik yang sangat baik, seperti kekuatan spesifik yang tinggi, ringan, fluiditas yang baik, kemampuan mengisi cetakan yang kuat, ketahanan korosi yang baik, titik leleh yang rendah, sifat pengecoran yang baik, dan kemampuan kerja plastik. Ini banyak digunakan di ruang angkasa, industri kelautan, industri kimia, pengemasan logam, konstruksi, elektromekanis, dan industri kebutuhan sehari-hari.

Namun, dalam peleburan laser selektif, karakteristik paduan aluminium itu sendiri membuat pembuatan lebih sulit. Saat ini, dalam peleburan laser selektif, masih ada masalah seperti oksidasi, tegangan sisa, cacat pori, dan densitas pada paduan aluminium.

3. Paduan Magnesium

Paduan magnesium dicirikan oleh kepadatan rendah, pembuangan panas yang baik, kekuatan tinggi, modulus elastisitas besar, penyerapan goncangan yang baik, kapasitas beban impak yang lebih besar daripada paduan aluminium, dan ketahanan korosi yang baik terhadap bahan organik dan alkali. Terutama digunakan dalam penerbangan, kedirgantaraan, transportasi, industri kimia, roket, dan bidang lainnya. Selain itu, di banyak bidang aplikasi, paduan magnesium berpotensi menggantikan paduan baja dan aluminium.

Dalam peleburan laser selektif, membentuk paduan magnesium memiliki kekerasan dan kekuatan yang lebih tinggi daripada pengecoran.

4. Baja Tahan Karat

Karena ketahanan korosi yang baik dari baja tahan karat itu sendiri, baja tahan karat masih dapat mempertahankan sifat fisik dan mekaniknya yang sangat baik pada suhu tinggi. Selain itu, bubuk memiliki sifat mampu bentuk yang baik, proses persiapan yang sederhana, dan biaya rendah. Oleh karena itu, di bidang pencetakan 3D, baja tahan karat juga banyak digunakan.

Saat ini, penelitian tentang peleburan laser selektif baja tahan karat terutama berfokus pada peningkatan kekuatan dan pengurangan porositas.

5. Paduan suhu tinggi

Paduan suhu tinggi mengacu pada kelas bahan logam berdasarkan besi, nikel, dan kobalt yang dapat bekerja untuk waktu yang lama pada suhu tinggi di atas 600 °C dan di bawah tekanan tertentu. Ini memiliki kekuatan suhu tinggi yang sangat baik, ketahanan oksidasi yang baik dan ketahanan korosi panas, sifat kelelahan yang baik, ketangguhan patah, dan sifat lainnya. Terutama digunakan di ruang angkasa, energi, dan sebagainya.

Integritas permukaan mesin dari paduan suhu tinggi memainkan peran yang sangat penting dalam kinerjanya. Namun, paduan suhu tinggi adalah bahan yang sulit untuk dikerjakan, dan masalah seperti kualitas permukaan mesin yang rendah dan kerusakan pahat yang parah sering terjadi selama proses pemesinan. Hal ini disebabkan oleh kekerasan yang tinggi dari item yang diperkuat mikro, pengerasan kerja yang parah, ketahanan tegangan geser yang tinggi dan konduktivitas termal yang rendah, serta gaya potong dan suhu pemotongan yang tinggi di area pemotongan.

Dengan perkembangan masyarakat, teknologi pencetakan 3D telah menjadi metode baru untuk memecahkan hambatan teknis dalam pembentukan paduan suhu tinggi.

Kesimpulan

Teknologi pencetakan 3D serbuk logam telah mencapai hasil tertentu, tetapi keterbatasan bahan cetak akan mempengaruhi perkembangan teknologi pencetakan 3D. Meskipun banyak jenis bahan logam pencetakan 3D yang cocok untuk keperluan industri saat ini, hanya bahan bubuk logam khusus yang dapat memenuhi persyaratan produksi.

Terkait dengan pengembangan material logam 3D printing, perlu juga memperkuat penelitian tentang hubungan antara struktur dan sifat material berdasarkan material yang ada, mengoptimalkan parameter proses sesuai dengan sifat material, meningkatkan kecepatan pencetakan dan mengurangi porositas dan oksigen. konten, dan meningkatkan kualitas permukaan. Pada saat yang sama, bahan baru perlu dikembangkan agar cocok untuk pencetakan 3D.