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2017年3D列印材料將得到針對性的開發

OFweek3D列印網訊 2017年,3D列印(增材製造)材料將根據3D列印的技術特點得到更好的針對性開發,在更細微的細節上滿足應用端更高品質和更大的最終生產零件需求。同時,可用於3D列印過程的材料範圍繼續擴大,在低、中、高端領域滿足一系列不同的需求。
多種因素促進工程級材料的開發,包括標準機構、政府實驗室、聯盟和其他團體,以及更大的材料公司包括GKN、美鋁、贏創、巴斯夫、Solvay在這一領域發力,而設備廠商的驅動成為另一主要因素,最典型的是惠普多射流技術,贏創與巴斯夫正在圍繞著惠普的設備開發更多工程級材料,以打開設備更廣闊的應用空間。
材料與應用緊密結合
改善增材製造材料的標準和指南
用增材製造和3D列印的方法製作高品質的最終生產部件,這需要詳細定義的材料和列印零件的標準和指南,並且涵蓋設備和工藝,對於金屬零件的3D列印尤其如此,金屬列印在2017年繼續成為增長最快的3D列印市場。
圖:Arconic,美國鋁業3D列印鋁金屬粉末的生產廠
全球最大的輕金屬研發中心,來源:DesignNews
在2016年,免費的線上搜索Senvol資料庫生成了一套新的工業級增材製造工具用於提供給面向製造的工程師使用,Senvol資料庫包含了工業增材製造設備和表徵材料的性能資料,使用者可以在上面根據自己的需求搜索與之相關的資訊。其強大的專有演算法可以説明生產者確定哪些部分使用增材製造(AM)會比傳統工藝更加有效。這個演算法分析了整個供應鏈,並考慮了諸如庫存、停機時間和運輸等各項因素。Senvol指數(Index)並不受設備和材料廠商的影響,是個中立的工具,用來幫助那些想要通過增材製造來進行生產的使用者降低行業進入壁壘。
舉個例子來說,Arcam(AP&C)鈦合金 Ti6Al4V(45 – 106微米)材料,通過Arcam Q20來加工,Senvol資料庫就可以查到材料性能、工藝參數、粉末特性,和熱等靜壓(HIP)的影響,這些資料來源於航空航太行業的最佳實踐。各項指標均避免了其他航空航太企業做自己的材料表徵的重複工作。由於不同的行業使用非常相似的材料,例如鈦合金也用於醫療植入物的製造,這樣的資料集可以被航空和醫療之間共用。
Senvol的總裁Annie Wang已被選定為SAE增材製造委員會資料管理委員會副主席,這個技術委員會隸屬於SAE航空航太材料系統。Annie Wang在委員會的重點工作將是建立一個系統,以確保材料規格的控制和溯源。資料管理委員會還將與SAE的MMPDS新興技術工作組協調關於高分子複合材料CMH-17的SAE國際複合材料手冊和新型金屬材料的資料研究工作。
關於標準化與資料對材料的促進作用,本站發表的ASTM增材製造國際標準與行業發展,大資料與3D列印手牽手做過深入分析。
金屬,金屬,更多的金屬
最終生產零件,是3D列印的未來。近期的IDTechEx報告中提到2016金屬印表機銷售增長48%,材料銷售增長32%。該報告涵蓋了選擇性鐳射熔化(SLM),電子束熔煉(EBM)、送粉、金屬 粘結劑,焊接和一些新興的技術。材料範圍廣:鋁合金、鈷合金、鎳合金、鋼、鎳鈦合金、鈦合金、金、鉑、鈀、銀、銅、青銅,和鎢。由於對航空航太和醫療應用的高度重視,金屬增材製造,由於航空航太行業的大量使用,鈦合金佔有31%的市場份額,同時,航空航太行業也大量投資於鈷、鎳和鋁合金.。
針對與SLM和EBM,根據Absolute Reports,預測到2021年的增長率保持在26.86%的年平均水準,另外根據Absolute Reports,歐洲金屬市場的速度高於全球水準,從2011年到2016年保持了54.92%的高增長水準。
金屬粉末是金屬增材製造的一大制約因素,根據Wholers與VDW報告,金屬增材製造市場份額大約只占所有增材製造的10%左右,然而這一比例有望在2023年達到51%左右。而目前大多數領先的金屬粉末製造商都在開發用於增材製造的金屬粉末,雖然粉末還是供不應求,但這一現象有望很快發生改變。
美鋁開創了推動世界發展的多種材料解決方案,提供由鈦、鎳和鋁製成的增值產品,並生產世界一流的鋁土礦、氧化鋁和原鋁產品。為滿足包括航空航太製造在內的各行業對增材製造的需求,美鋁將其下游服務業務以Arconic公司的名義拆分出來。在賓夕法尼亞州的匹茲堡生產3D列印金屬粉末,並設有美鋁技術中心,除此之外,他們正在開發專有的鈦、鎳和鋁粉末優化的3D列印航空零件。