Der Metall-3D-Druck ist eine Technologie der digitalen thermischen Verarbeitung. Zu den aktuellen 3D-Drucktechnologien zur Aufbereitung von Metallen zählen hauptsächlich: Selective Laser Melting (SLM), Electron Beam Selective Melting (EBSM), Laser Near Net Shaping (LENS) etc.
Heutzutage ist das selektive Laserschmelzen (SLM) am weitesten verbreitet. Die bei dieser Technologie üblicherweise verwendeten Materialien sind hochwertige und teure Titanlegierungen, erschwinglicher Edelstahl und mäßig geeignete Aluminiumlegierungen. Eine Generation von Materialien, eine Generation von Geräten, die Qualität und Genauigkeit von Dingen aus verschiedenen Materialien sind unterschiedlich, und auch ihre Verwendung ist unterschiedlich.
Als wichtiger Rohstoff für den 3D-Druck von Metallprodukten bestimmt die Qualität des Metallpulvers maßgeblich die endgültige Formwirkung des Produkts. Daher ist hochwertiges Pulver für die Entwicklung der Metall-3D-Drucktechnologie sehr wichtig. Als grundlegender, direkter und wichtigster Rohstoff des Metall-3D-Drucks sind Pulvermaterialien hochwertige und kostengünstige Pulvermaterialien.
Als neuartiger Leichtbauwerkstoff aus Metall finden Titan und Titanlegierungen breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, der Erdölenergie, dem Schiffbau, der Chemie, der Biologie, der Medizin und anderen Bereichen mit einer Reihe hervorragender Eigenschaften wie hoher spezifischer Festigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit. Als wichtiger System- und Forschungs-Hotspot des Metall-3D-Drucks kann der 3D-Druck von Titanlegierungen nicht nur die Materialnutzungsrate verbessern, sondern auch die schwierigen Probleme lösen, dass Titanlegierungen schwer zu schmelzen und leicht zu verschmutzen sind.
In den letzten Jahren hat sich der Titan-3D-Druck mit der kontinuierlichen Reife und Verbesserung der 3D-Drucktechnologie zu einem zentralen Forschungsobjekt in der Luft- und Raumfahrt entwickelt. Am Beispiel von Titanlegierungen für die Luft- und Raumfahrt kann der 3D-Druck im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren sogar 30 % Material einsparen. Kosten, einige 3D-gedruckte große und komplexe Teile aus Titanlegierung haben die technische Verifizierung im Bereich der Automobilherstellung und der Luftfahrt abgeschlossen.
Aufgrund der guten Biokompatibilität finden 3D-Druck titanbasierte Materialien auch im medizinischen Bereich breite Anwendung. Die CT-Scandaten des Patienten werden weiter modelliert und personalisierte Prothesen werden durch 3D-Drucktechnologie entworfen und hergestellt. Es wurde im medizinischen Bereich im In- und Ausland eingesetzt. Es wurden fruchtbare Ergebnisse erzielt. Es gab viele erfolgreiche Fälle von 3D-Druck von Schädeln, Brustbeinen, Zähnen, Gelenken usw. in klinischen Operationen, und einige Produkte, die Hüftgelenkspfannen darstellen, wurden in Massenproduktion hergestellt.
Die Herstellung von Hochleistungslegierungen auf Eisenbasis steht derzeit im Fokus der wissenschaftlichen Forschung im In- und Ausland. Aufgrund einer breiten Palette von Quellen und niedrigen Preisen sind eisenbasierte Legierungsmaterialien, die durch Edelstahlmaterialien repräsentiert werden, eines der frühesten Metallmaterialien, die im 3D-Druck verwendet werden, und wurden im Bereich des 3D-Drucks umfassend untersucht und angewendet.
Im Vergleich zur traditionellen Gieß- und Schmiedetechnik verfügt 3D-gedruckter Edelstahl über hervorragende physikalische, chemische und mechanische Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit etc., gepaart mit hoher Maßhaltigkeit und Materialausnutzung, in der Luftfahrt Es wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie, im Schiffbau, im Maschinenbau und in anderen Industrien eingesetzt.
Aufgrund ihres guten Kriechverhaltens bei hohen Temperaturen, ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit eignen sich Superlegierungen für den Langzeiteinsatz unter extremen Bedingungen wie hohe Temperaturen, Hochdruckvibrationen und Korrosion. Sie werden in der Luft- und Raumfahrt, in Motorschaufeln, Statoren, Brennkammern usw. von Kraftfahrzeugen verwendet. Turbinenscheiben und Schneidwerkzeuge, Kohlekraft, Kernkraft, Erdöl und andere Bereiche werden von wissenschaftlichen Forschern weithin bevorzugt.
Als wichtiges Leichtmetalllegierungsmaterial hat Aluminiumlegierung normalerweise die Vorteile eines geringen Gewichts, einer hohen Festigkeit, einer guten Plastizität und einer Korrosionsbeständigkeit. Es spielt eine äußerst wichtige Rolle in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Automobile und Schiffe. Die Entwicklung der 3D-Drucktechnologie für Aluminiumlegierungen hat sich zu einem der Hotspots der Forschung entwickelt. Aufgrund einer Reihe hervorragender Eigenschaften wie niedrige Kosten, kurze Zykluszeit, hohe Präzision, keine Notwendigkeit für Formen und Netzformen, entstand die 3D-Drucktechnologie, als die traditionelle Technologie der Leichtbau- und Verbundfertigung komplexer Präzisionskomponenten nicht gerecht werden konnte .
Studien haben gezeigt, dass mit dem 3D-Druck von Aluminiumlegierungen dichte Teile, feine Strukturen und mechanische Eigenschaften erreicht werden können, die mit Gussteilen vergleichbar oder sogar besser sind als gegossene Formteile. Im Vergleich zu herkömmlichen Prozessteilen kann seine Qualität um 22 % reduziert werden, aber seine Kosten können um 30 % gesenkt werden. Außerdem Metalle und Legierungsmaterialien wie Cu und Mg. Sn wurde auch in den Bereichen Luftfahrt, Militärindustrie, Automobile und Kunstwerke umfassend untersucht und angewendet.