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奥托昆普不锈钢粉末助力3D打印新时代
发表时间:[2024-06-11]  作者:本站  编辑录入:本站  点击数:50

增材制造(AM),也被称为3D打印,正以每年20%左右的速度快速增长。然而,直到现在,仍仅少量牌号的不锈钢可以作为粉末使用,当工程师进行3D打印时,可选择性极少。这也形成了粉末市场的缺口,奥托昆普正在研发更多牌号的不锈钢粉末来填补这一缺口。

3D打印帮助工程师在不借助特殊工具的情况下,就可以单独或小批量的快速生产组件。在处理金属时,3D打印机将金属粉末进行沉积,形成薄层,并用激光将它们融合在一起,从而形成组件。在这项技术中,可以使用任意牌号的金属合金粉末,而不锈钢和镍合金因其良好的耐腐蚀性和机械性能,是最具吸引力的选择。

奥托昆普金属粉末的销售研发工程师Andoni Sanchez-Valverde Erice表示: “对于高度复杂的定制产品,使用传统的制作技术很难完成,或者成本很高,对于这些,以粉末为原料的3D打印提供了更多的可能性。”

“然而,针对不同的应用,需要的合金牌号也不同,增材制造商需要选择相应牌号的金属粉末。改变合金元素的种类和数量,如铬和镍,就会制造出不同牌号的不锈钢。这也为可能含有腐蚀性盐、酸、碱、氯化物或复杂生物化学物质的环境提供了选择的灵活性。

“通过将合金牌号与使用环境相匹配,工程师可以为航空航天,医疗保健,石油和天然气以及汽车等行业创造出耐用且具有韧性的组件。

“我们相信这将为生产高性能部件创造新的机会。因此,我们预计到2027年,不锈钢将成为增材制造行业最常用的原料。

奥托昆普Krefeld粉末生产工厂

“奥托昆普于2023年3月开始在德国Krefeld的雾化工厂生产不锈钢粉末。Krefeld工厂紧邻奥托昆普的轧钢厂,不仅方便从轧钢厂获取废料,为3D打印机生产高质量的不锈钢粉末,并最大限度地减少了运输排放,以支持我们的可持续发展目标。”

“我们可以使用轧钢厂正在加工的各种牌号的不锈钢,或者从其他地方采购高质量的废料来生产各种不锈钢和镍合金粉末。这为增材制造商提供了更广泛的合金选择,帮助制造出适用于苛刻应用的3D打印部件。”

粉末的质量与适用的钢种同样重要。为了获得最佳的效果,3D打印机需要使用规则球形颗粒组成的粉末。这不仅确保了粉末良好流动性,同时减少了每层粉末之间的缝隙,这往往是组件腐蚀或疲劳的开始。

通过对质量的把控,奥托昆普生产的粉末纯度高达99.9%。其结果是,3D打印的部件具有一致的性能,如抗拉强度和完善的表面质量。这意味着后期的处理工作较为简单,如热处理,热等静压或抛光。

“由于我们专注于各种品质的合金,我们的粉末可以被制成各种高性能的部件,如石油和天然气中的热交换器、航空航天或汽车领域的排气系统,再或者,它们可以为医学上的特需患者制作手术髋关节或膝关节的植入物。”

“我们希望粉末工厂不仅仅是制造金属粉末,同时关注于更广泛的不锈钢增材制造生态系统,可以帮助客户指定,设计和制造打印组件。”

“金属粉末有两类潜在的客户。第一类是已经在使用不锈钢,但尚未接触到增材制造的公司。第二类是具有增材制造经验,但希望使用高合金不锈钢牌号,并追求可持续发展的公司。”

3D打印的可持续发展

奥托昆普目前参与了两个与3D打印可持续发展相关的项目。一是研发了第一个商业用途的马氏体不锈钢粉末,它提供的高强度和硬度,帮助部件实现轻量化生产,确保了特殊应用的长寿命。轻量化的好处是,零件的重量越轻,它们在使用寿命期间所需的能量就越少,同时制造它们所需的原材料和能源也就越少。

奥托昆普正在从事生命周期评估(LCA)的工作,针对使用奥托昆普的合金进行3D打印,包括从粉末生产到印刷和后期处理的每一个步骤。这将帮助工程师对比3D打印与传统制造产生的碳排量差异。

在芬兰的另一个项目中,奥托昆普正在努力研发一种无镍粉末,用于对镍过敏的应用中,这还需要一个生命周期评估,以确定与传统合金相比,使用这种新材料的环境效益。

精简库存

降低备货成本和时间是增材制造技术的另一个机遇。

今天,工业公司为可能突发故障的关键部件,储备大量的备件和部件,然而这不仅占用了现金流,而且有些备用零件可能永远都不会被使用,从而造成了资源浪费。

通过使用3D打印,按需生产金属部件,帮助公司降低仓储要求,释放现金流,同时把控停机风险。此外,3D打印可以为旧机器定制备件,从而延长使用寿命。

“因为3D打印有助于缩短产品上市时间,在生产和珩磨产品开发原型方面已经享有盛誉。它甚至可以在太空中发挥作用,帮助宇航员在轨道上生产替换部件,减少将部件送入太空的重量和成本。”

扩大生产

奥托昆普于2023年3月开始生产不锈钢粉末,在此之前,市场上大多数的不锈钢粉末都是基于17-4PH或316L等具有广泛用途的牌号。如果粉末需要优异的耐腐蚀性,高性能镍合金粉末将是理想选择,但是其缺点是价格昂贵。

巨大的市场缺口给性能良好、价格实惠的合金提供了机遇。通过使用合金制成粉末,奥托昆普为工程和工业设计师创造了新的机会,以探索3D打印在广泛应用中的潜力。

凭借每年高达300吨的生产能力,奥托昆普已经为3D制造的新时代做好了准备。