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金属3D打印技术及其专用粉末的研究进展(7)

时间:2017-02-11 22:19 来源:南极熊 作者:中国3D打印网 阅读:
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4.3 高温合金 
高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力环境下长期工 作的一类金属材料。其具有较高的高温强度、良好的抗热腐蚀和抗氧化性能以及良好的塑性和韧性。目前按合金基体种类大致可分为铁基、镍基和钴基合金3类。高温合金主要用于高性能发动机,在现代先进的航空发动机中,高温合金材料的使用量占发动机总质量的40%~60%。现代高性能航空发动机的发展对高温合金的使用温度和性能的要求越来越高。传统的铸锭冶金工艺冷却速度慢,铸锭中某些元素和第二相偏析严重,热加工性能差,组织不均匀,性能不稳定。而3D打印技术在高温合金成形中成为解决技术瓶颈的新方法。美国航空航天局声称,在2014年8月22日进行的高温点火试验中,通过3D打印技术制造的火箭发动机喷嘴产生了创纪录的9t推力。

4.4 镁合金 
镁合金作为最轻的结构合金,由于其特殊的高强度和阻尼性能,在诸多应用领域镁合金具有替代钢和铝合金的可能。例如镁合金在汽车以及航空器组件方面的轻量化应用,可降低燃料使用量和废气排放。镁合金具有原位降解性并且其杨氏模量低,强度接近人骨,优异的生物相容性,在外科植入方面比传统合金更有应用前景。

3D打印技术自20世纪90年代出现以来,从一开始高分子材料的打印逐渐聚焦到金属粉末的打印,一大批新技术、新设备和新材料被开发应用。当前,信息技术创新步伐不断推进,工业生产正步入智能化、数字化的新阶段。2014年德国提出“工业4.0”发展计划,势必引起工业领域颠覆性的改变与创新,而3D打印技术将是工业智能化发展的强大推力。金属粉末3D 打印技术目前已取得了一定成果,但材料瓶颈势必影响3D打印技术的推广,3D打印技术对材料提出了更高的要求.现适用于工业用3D打印的金属材料种类繁多,但是只有专用的粉末材料才能满足工业生产要求。

3D 打印金属材料的发展方向主要有3个方面:一是如何在现有使用材料的基础上加强材料结构和属性之间的关系研究,根据材料的性质进一步优化工艺参数,增加打印速度,降低孔隙率和氧含量,改善表面质量;
二是研发新材料 使其适用于3D打印,如开发耐腐蚀、耐高温和综合力学性能优异的新材料;
三是修订并完善3D打印粉体材料技术标准体系,实现金属材料打印技术标准的制度化和常态化。 

部分文章来源:金属3D打印技术及其专用粉末的研究进展(上海大学材料科学与工程学院)

(责任编辑:中国3D打印网)

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