금속 3D 프린팅 재료

철은 3D 프린팅에 사용되는 가장 일반적인 금속입니다. 우수한 재료 특성, 다용성 및 정밀 제조에서의 광범위한 사용으로 인해 3D 프린팅 강철은 고품질 부품을 만드는 데 탁월한 옵션입니다. 대부분의 유형의 강철을 인쇄할 수 있지만 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 유형은 스테인리스강과 공구강입니다. 이 금속은 더 비싸고 기존 방식으로 제작하기 어렵습니다.

긍정적인 특성:

• 우수한 강도 및 경도
• 다양한 재료 특성
• 열 처리 가능.< /li>

스테인리스강은 강하고 딱딱한 강철로 내부식성이 우수합니다. 상당한 크롬 함량(최소 12%, 종종 최대 18%). 오스테나이트계와 마르텐사이트계의 두 가지 유형의 스테인리스강이 일반적으로 인쇄됩니다.

• 가장 일반적인 유형의 스테인리스강인 오스테나이트계 스테인리스강은 내식성이 있으며 두 가지 모두 가공할 수 있습니다. 열처리는 할 수 없지만 용접됩니다. 316L은 내식성이 뛰어난 것으로 알려진 일반적인 3D 프린팅 스테인리스강입니다.
• 마르텐사이트계 스테인리스강 강은 오스테나이트계보다 훨씬 더 단단합니다. 강철이지만 부서지기 쉽고 내 부식성이 적습니다. 17-4 PH는 마르텐사이트계 스테인리스강으로 다양한 재료 특성에 맞게 열처리되며 제조 전반에 걸쳐 광범위하게 사용됩니다.

공구강은 중앙 응용 프로그램 – 모든 종류의 툴링. 여기에는 절단, 연삭, 스탬핑, 성형 또는 성형 능력에 중요한 매우 단단한 화합물인 카바이드가 포함되어 있습니다. 일반적으로 매우 단단하고 내마모성이 있으며 많은 제품이 고온에서 사용할 수 있습니다. 가장 일반적으로 3D 프린팅된 세 가지 유형의 금속은 A 시리즈, D 시리즈 및 H 시리즈 공구강입니다.

• A 시리즈 공구강은 범용성이 뛰어나고 기계 가공이 가능한 공구입니다. 내마모성과 인성의 균형을 이루는 강. A 시리즈에는 8가지 종류가 있으며 그 중 가장 일반적인 것은 A2입니다. 강한> 공구강. 이 다용도의 냉간 가공 공구강은 펀치와 다이를 만드는 데 자주 사용되며 기타 다양한 응용 분야에도 사용됩니다.
• D 시리즈 공구강은 내마모성에 최적화되어 있습니다. 그리고 경도. 특별히 견고하지 않으며 냉간 작업용으로만 사용됩니다. D 시리즈에서 가장 일반적인 종류는 D2 강철입니다. 블레이드에서 산업용 절삭 공구 및 나이프에 이르기까지 모든 종류의 절삭 공구에 사용되는 냉간 가공 공구강.
• H 시리즈 공구강은 재료를 고속(또는 순환)으로 절단 및 성형합니다. 온도. H13은 가장 일반적인 3D 프린팅 열간 공구강입니다. 우수한 3D 프린팅 금속 강도, 인성, 내마모성 및 내열성이 결합되어 고온에서 사용하기에 최적화된 우수한 범용 공구강입니다.

3D 금속 프린팅 기술은 상대적으로 저렴한 비용으로 고부가가치 합금을 제조할 수 있다는 점에서 차별화됩니다. 종종 기계 가공이 어렵고 비용이 많이 드는 3D 프린팅을 통해 기업은 절삭 방식보다 고성능 부품을 더 저렴하게 생산할 수 있습니다. 초합금은 고열, 부식성 화학 물질 또는 둘 다 있는 열악한 환경에서 번성합니다. 인쇄 가능한 초합금이 많이 있지만 가장 일반적인 두 그룹은 인코넬과 코발트 크롬입니다.

긍정적인 특성:

• 우수한 기계적 특성
• 내열성
• 우수한 표면 안정성< /li>
• 부식 방지
• 생체 적합성(코발트 크롬만 해당)

인코넬
가장 일반적인 독점 니켈 합금 그룹은 인코넬입니다. 이 매우 강하고 견고하며 부식에 강한 소재는 터빈, 엔진 실 및 로켓에 사용됩니다. 3D 프린팅 인코넬에 가장 많이 사용되는 두 가지 공식은 더 강하고 질긴 인코넬 718과 더 강한 내열성 인코넬 625입니다. 둘 다 기존 방식으로 가공하는 데
비용이 많이 들기 때문에 3D 프린팅이 비용 효율적인 대안이 됩니다.

코발트 크롬
이 초합금은 생체 적합성, 고강도로 유명합니다. - 중량비 및 내식성; 본질적으로 더 높은 등급의 더 조밀하고 더 비싼 티타늄 버전입니다. 인코넬과 마찬가지로 터빈 및 기타 적대적인 환경에서 사용되지만 정형외과 및 치과용 임플란트를 포함하여 인코넬이 적합하지 않은 의료 분야에도 사용할 수 있습니다.

기존 제조에 사용되는 일반적인 소재는 아니지만 티타늄은 중량 대비 강도 비율이 높고 비용(재료 비용 및 가공 비용 모두)이 높기 때문에 3D 프린팅에 적합합니다. 티타늄은 일반적으로 두 가지 종류로 인쇄됩니다. 티타늄 합금 및 순수 티타늄(CP Ti로 알려짐).

긍정적인 속성:

• 중량 대 강도 비율
• 내열성
• 내화학성
• 생체 적합성(공정 및 합금에 따라 다름) ul>

티타늄 합금
티타늄은 다른 금속과 합금할 때 최고의 기계적 품질을 얻습니다. 가장 일반적인 티타늄 합금은 Ti64(Ti-6Al-4V)로, 17-4 PH 스테인리스강보다 더 강하고 밀도는 40% 낮습니다. 부식성 및 고온 환경에서 탁월합니다. 이러한 특성으로 인해 항공기 및 고성능 차량과 같이 중량 대비 강도가 높은 산업에서 최고의 선택입니다.

상용 순수 티타늄(CP Ti)

순티타늄은 대부분의 티타늄 합금만큼 강하지는 않지만 생체 적합성이 높습니다. 정형외과용 인서트 및 이와 유사한 의료 응용 분야에 사용됩니다.

구리는 3D 인쇄 가능한 금속 재료 중에서 완전히 고유한 가치를 제공합니다. 구리는 기계적 특성 대신 열 및 전기 전도성에 사용됩니다. 금속 3D 프린팅을 통해 엔지니어는 방열판, 용접 암, 버스 바와 같은 기하학적으로 최적화된 구리 부품을 훨씬 저렴한 비용으로 만들 수 있습니다. 오늘날 모든 버전의 구리를 인쇄할 수 있는 시스템은 소수에 불과합니다. 구리는 순수한 형태 또는 일반적으로 합금 형태로 인쇄될 수 있습니다.

긍정적인 속성:

• 전기 전도성
• 열 전도성
• 부식 방지
• 연성

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순동
순동은 동합금 중에서 열 및 전기 전도성이 가장 우수하여
선호되는 옵션입니다. 그러나 높은 전도성과 높은 레이저 반사율로 인해 구리는 표준 레이저 기반 시스템과 호환되지 않습니다. 순수한
구리는 바운드 분말 압출 기계에서만 사용할 수 있습니다.

합금 구리
합금 구리는 일반적으로 일부 파우더 베드 퓨전 기계에서 인쇄할 수 있게 만드는 1-2%의 합금 원소. 이 합금은 여전히 상대적으로
전도성이 있지만 순수 구리보다 열등한 옵션입니다. 인쇄 가능한 합금
구리의 예로는 크롬과 아연의 합금인 C18150이 있습니다.

알루미늄은 일부 금속 3D 프린터에 사용되지만 기존 제조 공정보다 3D 프린팅에서 훨씬 적게 사용됩니다. 3D 프린팅 금속 부품의 희소성은 두 가지 요인에 기인합니다. 낮은 인쇄 가능성과 기존 제조 비용이 상대적으로 낮습니다. 결과적으로 알루미늄을 사용하여 3D 프린팅된 금속 부품의 잠재적인 ROI 또는 금속 3D 프린터 가격이 항상 프린팅에 유리한 것은 아닙니다. 6061 및 7075와 같은 가장 일반적인 알루미늄 합금은 인쇄되지 않습니다. 대신 알루미늄을 인쇄하는 Powder Bed Fusion 기계는 일반적으로 더 부드러운 주조 등급 알루미늄을 인쇄합니다. 이 주조 등급 합금은 중량 기준으로 최대 12%의 실리콘을 함유하고 기계적 특성이 낮습니다.

긍정적인 속성:

• 저중량
• 내구성
• 연성

프린팅의 가치는 상대적으로 낮기 때문에 3D 프린팅에서 언제 보편화될지는 미지수입니다. 그때까지 티타늄과 강철은 개방 셀 충전으로 인쇄할 때 유사한 강도 대 중량 비율을 제공하는 반면 연속 복합 3D 프린터는 훨씬 적은 비용으로 알루미늄 강도 부품을 생산할 수 있습니다.

3D 프린팅 알루미늄 부품에 관심이 있는 조직은 Markforged 탄소 섬유 3D 프린팅을 사용한 적층 제조를 고려해야 합니다. -with-3d-printed-carbon-fiber">6061-T6 알루미늄과 동등한 강도를 가진 부품과 강성, 내충격성, 내열성 및 내구성과 같은 향상된 재료 특성을 제공합니다. 또한 6061 알루미늄과 비교하여 강화 탄소 섬유 제조는 항공 우주 및 자동차와 같은 산업의 특정 고성능 응용 분야에 중요할 수 있는 중량 대비 강도 비율을 극적으로 향상시킵니다.