Bahan Cetak 3D Logam

Baja

Baja adalah logam yang paling umum digunakan dalam pencetakan 3D. Sifat material yang sangat baik, keserbagunaan, dan penggunaan yang luas dalam manufaktur presisi membuat baja cetak 3D pilihan yang sangat baik untuk membuat suku cadang berkualitas tinggi. Sebagian besar jenis baja dapat dicetak, tetapi dua jenis yang paling umum digunakan adalah baja tahan karat dan baja perkakas — logam yang lebih mahal dan sulit dibuat secara konvensional.

Atribut positif:

• kekuatan dan kekakuan yang sangat baik
• berbagai macam sifat material
• dapat diolah dengan panas.

Baja tahan karat adalah baja yang kuat dan kaku yang memiliki ketahanan korosi yang sangat baik karena kandungan kromiumnya yang signifikan (setidaknya 12%, seringkali hingga 18%). Dua jenis baja tahan karat biasanya dicetak:austenitik dan martensit.

• Baja tahan karat austenitik , jenis baja tahan karat yang paling umum, tahan korosi dan dapat dikerjakan dengan mesin dan dilas, meskipun tidak dapat diberi perlakuan panas. 316L adalah baja tahan karat cetak 3D umum yang dikenal karena ketahanan korosinya yang unggul.
• Tahan karat martensit baja jauh lebih keras daripada baja austenitik, tetapi lebih rapuh dan kurang tahan korosi. 17-4 PH adalah baja tahan karat martensit yang dapat diberi perlakuan panas agar sesuai dengan berbagai sifat material dan digunakan secara luas di seluruh manufaktur.

Baja perkakas diberi nama untuk aplikasi utama mereka - perkakas dari semua varietas. Mereka mengandung karbida, senyawa yang sangat keras yang sangat penting untuk kemampuannya memotong, menggiling, mencap, membentuk, atau membentuk. Umumnya, mereka sangat keras, tahan abrasi, dan banyak yang dapat digunakan pada suhu tinggi. Tiga jenis logam yang paling umum dicetak 3D adalah baja perkakas seri A, seri D, dan seri H.

• Seri A baja perkakas adalah baja perkakas yang dapat digunakan secara umum dan dapat dikerjakan yang menyeimbangkan ketahanan aus dan ketangguhan. Ada delapan jenis Seri A, yang paling umum adalah A2 baja perkakas. Ini adalah baja perkakas kerja dingin serbaguna yang sering digunakan untuk membuat punch dan die, serta berbagai macam aplikasi lainnya.
• Seri D baja perkakas dioptimalkan untuk ketahanan aus dan kekerasan. Mereka tidak terlalu tangguh dan hanya digunakan untuk aplikasi kerja dingin. Varietas yang paling umum di Seri D adalah D2 baja, baja perkakas kerja dingin yang digunakan untuk semua jenis perkakas potong, mulai dari bilah hingga perkakas dan pisau pemotong industri.
• Seri H baja perkakas memotong dan membentuk material pada suhu tinggi (atau siklus). H13 adalah baja perkakas kerja panas cetak 3D yang paling umum. Perpaduan antara kekuatan logam cetak 3D yang sangat baik, ketangguhan, ketahanan aus, dan tahan panas menjadikannya baja perkakas penggunaan umum yang baik yang dioptimalkan untuk digunakan pada suhu tinggi.

Superalloy

Teknologi pencetakan logam 3D membedakan dirinya dengan mampu membuat paduan bernilai tinggi dengan biaya yang relatif rendah. Seringkali sulit dan mahal untuk mesin, pencetakan 3D memungkinkan perusahaan memproduksi suku cadang berkinerja tinggi dengan lebih terjangkau daripada metode subtraktif. Superalloy tumbuh subur di lingkungan yang merugikan — tempat dengan panas tinggi, bahan kimia korosif, atau keduanya. Meskipun ada banyak superalloy yang dapat dicetak, dua kelompok yang paling umum adalah Inconel dan Cobalt Chrome.

Atribut positif:

• Sifat mekanik yang sangat baik
• Tahan panas
• Stabilitas permukaan yang baik
• Tahan korosi
• Biokompatibel (khusus Cobalt Chrome)

Inconel
Grup paduan nikel berpemilik yang paling umum adalah Inconel. Bahan yang sangat kuat, tangguh, dan tahan korosi ini digunakan pada turbin, seal engine, dan
roket. Dua formulasi yang paling sering digunakan dalam pencetakan 3D inconel adalah Inconel 718 yang lebih kuat dan lebih keras. dan yang lebih tahan panas Inconel 625 . Keduanya mahal
untuk mesin konvensional, menjadikan pencetakan 3D sebagai alternatif hemat biaya.

Cobalt Chrome
Superalloy ini dikenal karena biokompatibilitasnya, rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, dan ketahanan terhadap korosi; itu pada dasarnya adalah versi Titanium yang lebih tinggi, lebih padat, dan lebih mahal. Seperti Inconel, ini digunakan di turbin dan lingkungan yang tidak bersahabat lainnya, tetapi juga dapat digunakan dalam aplikasi medis yang tidak cocok untuk Inconel, termasuk implan ortopedi dan gigi.

Titanium

Meskipun bukan bahan umum yang digunakan dalam fabrikasi konvensional, rasio kekuatan terhadap berat titanium dan biaya tinggi (baik biaya bahan maupun biaya pemesinan) menjadikannya pilihan yang tepat untuk pencetakan 3D. Titanium biasanya dicetak dalam dua jenis yang berbeda:paduan Titanium dan Titanium murni (dikenal sebagai CP Ti).

Atribut positif:

• Rasio kekuatan terhadap berat
• Tahan panas
• Tahan kimia
• Biokompatibel (bergantung pada proses dan paduan)

Paduan Titanium
Titanium mencapai kualitas mekanik terbaiknya saat dicampur dengan logam lain. Paduan titanium yang paling umum adalah Ti64 (Ti-6Al-4V) — bahan yang lebih kuat dan 40% kurang padat dari baja tahan karat 17-4 PH. Ini unggul dalam lingkungan korosif dan suhu tinggi. Sifat-sifat ini menjadikannya pilihan utama dalam industri yang mengutamakan rasio kekuatan-terhadap-berat, seperti pesawat terbang dan kendaraan berperforma tinggi.

Titanium Murni Komersial (CP Ti)

Titanium murni tidak sekuat kebanyakan paduan titanium, tetapi sangat biokompatibel. Ini digunakan untuk sisipan ortopedi dan aplikasi medis serupa.

Tembaga

Tembaga menghadirkan nilai yang benar-benar unik di antara bahan logam yang dapat dicetak 3D — tembaga digunakan untuk konduktivitas termal dan listriknya alih-alih sifat mekaniknya. Pencetakan 3D logam memungkinkan para insinyur untuk membuat bagian tembaga yang dioptimalkan secara geometris seperti heat sink, lengan las, dan batang bus dengan biaya yang jauh lebih rendah. Hanya ada beberapa sistem yang mampu mencetak versi tembaga apa pun saat ini. Tembaga dapat dicetak dalam bentuk murni atau lebih umum dalam bentuk paduannya.

Atribut positif:

• Konduktif secara elektrik
• Konduktif termal
• Tahan korosi
• ulet

Tembaga Murni
Tembaga murni memiliki konduktivitas termal dan listrik terbaik dari semua paduan tembaga,
menjadikannya pilihan yang disukai. Namun, karena konduktivitasnya yang tinggi dan pemantulan
laser yang tinggi, tembaga tidak kompatibel dengan sistem berbasis laser standar. Tembaga
murni hanya tersedia pada mesin Bound Powder Extrusion.

Tembaga Paduan
Tembaga paduan biasanya mengandung 1-2% elemen paduan, yang membuatnya
dapat dicetak pada beberapa mesin Powder Bed Fusion. Paduan ini, meskipun masih relatif
konduktif, merupakan pilihan yang lebih rendah daripada tembaga murni. Contoh paduan
tembaga yang dapat dicetak adalah C18150 , paduan dengan kromium dan seng.

Aluminium

Aluminium, sementara digunakan di beberapa printer 3D logam, terlihat jauh lebih sedikit dalam pencetakan 3D daripada dalam proses manufaktur konvensional. Kelangkaannya dalam bagian logam pencetakan 3D disebabkan oleh dua faktor:kemampuan cetak yang rendah dan biaya yang relatif rendah dalam fabrikasi konvensional. Akibatnya, potensi ROI untuk komponen logam yang dicetak 3D menggunakan aluminium, atau harga printer 3D logam, tidak selalu mendukung pencetakan. Paduan Aluminium yang paling umum – seperti 6061 dan 7075 – tidak dicetak. Sebagai gantinya, mesin Powder Bed Fusion yang mencetak aluminium biasanya mencetak aluminium dengan kualitas yang lebih lembut. Paduan tingkat pengecoran ini mengandung silikon hingga 12% menurut beratnya dan memiliki sifat mekanik yang lebih rendah.

Atribut positif:

• Berat badan rendah
• Tahan lama
• ulet

Alternatif Aluminium dalam Pencetakan 3D

Karena nilai pencetakan yang relatif rendah, tidak jelas kapan akan menjadi hal biasa dalam pencetakan 3D. Sampai saat itu, titanium dan baja memberikan rasio kekuatan-terhadap-berat yang serupa saat dicetak dengan pengisi sel terbuka, sementara printer 3D komposit kontinu dapat menghasilkan suku cadang berkekuatan aluminium dengan biaya yang lebih murah.

Organisasi yang tertarik dengan suku cadang aluminium pencetakan 3D harus mempertimbangkan manufaktur aditif dengan pencetakan Markforged Carbon Fiber 3D — yang dapat membuat suku cadang dengan kekuatan yang setara dengan aluminium 6061-T6, sambil menawarkan sifat material yang ditingkatkan seperti kekakuan, ketahanan benturan, tahan panas, dan daya tahan. Selain itu, dibandingkan dengan aluminium 6061, manufaktur Serat Karbon yang diperkuat menawarkan rasio kekuatan-terhadap-berat yang ditingkatkan secara dramatis, yang dapat menjadi penting untuk aplikasi kinerja tinggi tertentu di industri seperti dirgantara dan otomotif.

Sumber Daya Pencetakan 3D Logam Gratis

• Dasar-dasar Pencetakan 3D Logam
• Panduan Komprehensif untuk FFF Logam
  
  Perjalanan ke Metal Hari Berikutnya ... dan Kejutan? Menginovasi Tradisi Musik