“In 3D kim loại” là một thuật ngữ chung được sử dụng để mô tả một số quy trình sản xuất để sản xuất bồi đắp các bộ phận kim loại. Vật liệu khi in 3D kim loại được xử lý theo cách từng lớp, thông qua quá trình thiêu kết, hàn hoặc nấu chảy. Mặc dù in 3D kim loại có thể tạo ra các bộ phận từ nhiều loại kim loại và hợp kim, nhưng vật liệu tốt nhất và thường được sử dụng là là thép không gỉ, thép công cụ, titan và hợp kim Inconel® (chứa niken).

1. Thép không gỉ

Thép không gỉ (Stainless steel) được biết đến rộng rãi với khả năng chống ăn mòn, độ bền cao và vẻ ngoài thẩm mỹ. Các bộ phận được in bằng thép không gỉ có thể có độ bền bằng hoặc thậm chí lớn hơn các bộ phận được tạo ra bằng phương pháp sản xuất truyền thống. Độ bền, độ cứng và các tính chất khác của thép không gỉ được in 3D phụ thuộc chủ yếu vào công nghệ cụ thể được sử dụng để in chi tiết.

Các bộ phận in bằng thép không gỉ đã được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm hàng không vũ trụ, ô tô, phần cứng quân sự và y tế. So với các vật liệu in 3D kim loại khác, các bộ phận bằng thép không gỉ có thể được chế tạo với bề mặt nhẵn nhất.

Bột thép không gỉ được sử dụng để in 3D gồm nhiều loại và hợp kim khác nhau, bao gồm 316L, 304L, 630, 410, 420, 254, 17-4 PH, 15-5PH, PH1 và GP1. Trong các loại kể trên, 316L là loại được sử dụng phổ biến nhất trong in 3D kim loại. Nó có thành phần gồm 66-70% sắt được tăng cường với 16-18% crom, 11-14% niken, 2-3% molypden và ít hơn 0,03% carbon. Vật liệu in 3D này được biết đến với khả năng chống ăn mòn tốt.

2. Thép công cụ

Thép công cụ (Tool steel) là một họ các hợp kim dựa trên sắt có chứa hàm lượng carbon tương đối cao, tạo thành cacbua với các nguyên tố hợp kim khác, bao gồm vonfram, crom, vanadi và molypden. Thép công cụ mang đến sự kết hợp tuyệt vời giữa độ bền ở nhiệt độ cao, độ cứng và khả năng chống mài mòn. Những loại thép này thường được sử dụng trong sản xuất khuôn mẫu, tem và dụng cụ cắt trong nhiều ngành công nghiệp. Các công cụ được sử dụng để sản xuất hình học được sử dụng trong các quy trình sản xuất sản phẩm khác, bao gồm ép đùn, cắt, đúc, ép phun, dập và lắp ráp thành phần. Các tùy chọn thép công cụ sau đây có sẵn để in 3D kim loại—D2, M2, H13, H11, MS1 và 1.2709.

3. Titanium

Titanium là kim loại được sử dụng nhiều nhất trong ngành công nghiệp sản xuất bồi đắp. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp y tế, hàng không vũ trụ, ô tô và điện tử, trong số những ngành khác. Titanium và hợp kim của nó có độ bền cơ học cao. Chúng cũng cung cấp khả năng chống ăn mòn tốt hơn thép không gỉ.

Các vật liệu titanium sau thường được dùng để in 3D kim loại—Ti-6Al-4V, Beta 21S, Cp-Ti và TA15.

4. Inconel® 625

Inconel® 625 là một siêu hợp kim chứa niken mang lại độ bền cao và có thể duy trì độ bền của nó trong một phạm vi nhiệt độ rộng. Do khả năng chống ăn mòn và oxy hóa tuyệt vời, hợp kim này hoàn toàn lý tưởng để sử dụng trong môi trường ăn mòn. Inconel®625 tìm thấy ứng dụng trong ngành chế biến hàng hải, năng lượng và hóa chất. Một vài ứng dụng của Inconel® 625 bao gồm chân vịt thuyền và vỏ bộ trao đổi nhiệt.

 

article