3Dプリンターはステンレス鋼を印刷できますか？

近年、 3D印刷技術の急速な進捗状況、金属材料の加算生産は、工業生産の分野で徐々に焦点の問題となっています。金属マトリックス複合材料は、その良好な機械的特性と処理パフォーマンスにより、ますます注目されています。特に、腐食抵抗、機械的強度、および費用対効果を組み合わせた合金材料としてのステンレス鋼は、 3D印刷アプリケーションでの実現可能性について広く注目されています。現在、国内外の多くの企業が関連する研究作業を実施し、特定の結果を達成していますが、その応用領域をさらに拡大する必要があります。この記事では、コアテクノロジー、コスト、使用シナリオ、直面した課題、ステンレス鋼3D印刷の将来の傾向に関する詳細な分析を実施します。

3Dプリンターはステンレス鋼を直接印刷できますか？

3Dプリンターは、ステンレス鋼を直接印刷することができますですが、DMLS、SLM、EBMなどのテクノロジーなどの工業用グレードの金属3D印刷機器の使用が必要です。平均的な家庭用FDMプリンターは、テクノロジーと材料によって制限され、ステンレス鋼の印刷を完了します。

通常の3Dプリンターは、次の理由でステンレス鋼を印刷できません：

技術レベルでは、家庭で使用されるプラスチック消耗品の最高温度抵抗融合堆積モデリング（FDM）プリンターは、1400°Cの約1400°Cでの約1400°Cの比較と比較して250°Cです。さらに、ステンレス鋼印刷では、レーザーや電子ビームなどの超高温エネルギー源、および産業用グレードの機器でのみ満たすことができる不活性ガスシールド環境を使用する必要があります。
材料の観点から、通常のプリンターはプラスチック消耗品を使用しますが、ステンレス鋼印刷には、316L、17-45μmの球状の金属粉などの特別な15-45μmの球状金属パウダーなどが必要です。 ASTM F3184。

ステンレス鋼3D印刷の主要な材料要件

<テーブルスタイル= "境界線崩壊：崩壊;幅：100％;境界線：＃000000;" border = "1"> パラメーター標準値コンプライアンス違反のリスク粉末粒子サイズ 15-45μm 流動性が低く、不均一なレイヤー球状 > 95％多孔性の印刷の増加（> 0.5％）酸素含有量 <0.1％（不活性ガス保護）材料embritlement、強度削減は30％典型的なグレード 316l 非標準の材料は、障害を印刷する傾向があります

ステンレス鋼3D印刷の主流のテクノロジーは何ですか？

ステンレス鋼3Dプリンティングは、ハイエンド製造で広く使用されています、3つの主流の産業用グレード技術の比較は次のとおりです。

1。 DMLS（直接金属レーザー焼結）

技術原理：高電力繊維またはco₂レーザーシンターメタルギカルボンディングを達成するために層ごとにステンレス鋼の粉末層、層の厚さ20-50μm、精度±0.05mm。
利点：複雑な内部空洞に適した単純なポストプロセッシングは、機能部品として直接使用できます。
アプリケーション：医療機器（外科用ガイドなど）、軽量の自動車エンジン部品。
制限：高装備費用（約800,000ドル/単位）、85％の粉末利用率。

2。 SLM（選択的レーザー融解）

技術原理：レーザーは、密度を> 99.5％でステンレス鋼粉末（316Lなど）を完全に溶かし、航空基準を満たしています。
利点：機械的特性は鍛造に近く、複数のレーザーの効率を50％改善できます。
アプリケーション：航空宇宙（ロケットエンジンなど）、エネルギー（原子炉パイプラインなど）。
制限：残留応力は大きく、ヒップ後の治療が必要なため、コストは20％増加します。

3。バインダージェット

技術原理：1350°Cでアルゴンで焼結した層バイ層スプレーバインダー成形、緑色の体密度96％ - 99％。
利点：40％のコスト削減、サポートなし、大量生産に適し、印刷速度が速い。
アプリケーション：工業型（射出型型インサートなど）、建築装飾（アートコンポーネントなど）。
制限：20％の焼結収縮、サイズ補償、80％-90％SLMパーツの機械的特性。

テクノロジーの比較と選択ガイド

<テーブルスタイル= "境界線崩壊：崩壊;幅：100％;境界線：＃000000;" border = "1"> パラメーター dmls slm バインダー射出成形密度 99.2％-99.7％ 99.5％-99.9％ 96％-99％精度 ±0.05mm ±0.1mm ±0.3mm（焼結前）単位コスト high 非常に高い low（大量生産の利点）適切なシナリオ高複雑さの機能部品高性能キーコンポーネント大量の単純な構造部品後処理要件サンドブラスト/機械加工ホットアイソスタティックプレス +加工脱脂 +焼結 +仕上げ

dmlsおよびSLMテクノロジーは、高性能精度部品に焦点を当てていますが、バインダーの射出成形は低コストの大量生産に適しています。企業は、パフォーマンスの要件、予算、生産規模に基づいて最適なソリューションを選択する必要があります。

ホーム3Dプリンターは「ステンレス鋼線」を処理できますか？

ホーム3Dプリンターは本物のステンレス鋼材料を印刷できません。金属PLAやステンレス鋼フィラメントなどの市場にある「ステンレス鋼フィラメント」は、主に装飾や低強度モデルの製造に使用されるプラスチックと金属充填剤を含む本質的に複合材料であり、工業用グレードのステンレス鋼3Dプリント部品の性能はまったく異なります。

1。金属複合ワイヤの特性

成分特性

消耗品の約80％は pla/petgプラスチック、20％ステンレス鋼粉末などです。 15-20（ステンレス鋼HRC 30-45）。機能的には、それはほとんど非伝導性（抵抗率> 10 µm、ステンレス鋼7×10⁻⁷m）、熱伝導率0.2 w/m・k（ステンレス鋼15 w/m k）、温度耐性<80°C（ステンレス鋼>）です。 500 ℃）。

印刷ポイントと完成結果

FDMプリンターを使用するには、ノズルを硬化鋼またはルビーに置き換える必要があります（ステンレス鋼の粉末を装着しないように）。完成した製品にはマットメタリックの感触があり、それは後処理が金属製光沢を持つ必要があり、中間層の結合は貧しく、割れやすく、機械的負荷に耐性がない。

実際のステンレス鋼3D印刷との比較

<テーブルスタイル= "境界線崩壊：崩壊;幅：100％;境界線：＃000000;" border = "1"> 機能金属複合ワイヤ（fdm）産業用グレードのステンレス鋼3D印刷（SLM/DMLS）物質性プラスチック +金属パウダー混合物 100％ステンレス鋼（316L、17-4phなど）引張強度 80-110mpa 500-800mpa 温度抵抗 <80°C > 500°C 電気/熱伝導率 no yes cost ワイヤー$ 30-50/kg 機器500,000+、パウダー500,000+、パウダー80-150/kg

3。適用可能なシナリオと消費リマインダー
該当するシナリオ

ジュエリー、小道具、建築モデルなどの装飾モデルとして使用できます。ディスプレイブラケットやギアセットなどの非荷重低負荷構造。表面の治療後の実験に使用して、金属のテクスチャをシミュレートします。

消費トラップ

商人は「ステンレス鋼線」を使用して消費者を誤解させ、プラスチックの本質を隠します。誇張された強さ、いわゆる「金属グレード強度」は、PLAよりもわずか30％から50％高くなっています。機械部品に使用できることは暗示されていますが、実際に金属の機能部品を置き換えることはできません。

4。機能的な金属部品ソリューション

機能的な金属部品が必要な場合は、プロのサービスプロバイダーに外部委託し、100〜500元の単一コストでSLM/DMLSテクノロジーで印刷できます（複雑さの程度に応じて）。低融合金属（例：スズ合金）もホーム3Dプリンティング樹脂型でコールドキャストすることができますが、精度と強度は限られています。

「金属消耗品」を購入する場合、消費者は材料データシート（MSDS）をチェックして、金属粉末の含有量と性能パラメーターを確認して、誤解を避けないようにする必要があります。ホーム3Dプリンターは真のステンレス鋼を印刷できません。金属性能が必要な場合は、工業用グレードの金属3D印刷技術が必要です。

ステンレス鋼の3D印刷はいくらですか？

ステンレス鋼の3D印刷のコストは、テクノロジーパスによって大きく異なります。例として、100mm日（パームサイズのサイズの）コンポーネントを使用すると、さまざまなソリューションのコスト構造と費用対効果が次のとおりです。

1。産業金属3D印刷コスト

dmls/slmテクノロジー
単一のピースのコストは約380〜500元（後処理を含む）です。

機器の減価償却：5年間の減価償却費と70％の利用率100万ドルに基づいて、コストは約120〜200元です;
ステンレス鋼パウダー：316Lパウダーの単価は80〜150元 /kg、部品の材料は約0.2kg、コストは16〜30元; < /li>
ポスト処理：股関節およびCNC仕上げのための80-150元、表面研磨など;
人件費とガスコスト：アルゴン消費と技術者の運用コストは50〜100元>
航空宇宙ジョイント、医療インプラントなどの高精度の機能成分に適しています。

バインダージェットテクノロジー

単一のピースのコストは200〜300元であり、大量生産で150元 /ピースに減らすことができます。< / p>

機器の減価償却：500,000米ドルの機器コスト、大量生産の希薄化可能なコスト、1つのピースの場合は約50〜80元;
パウダーとバインダー：材料の単価は40〜60元 / kg、部分で使用される材料は約0.3kg、コストは12-18元; < / li>
焼結コスト：1350°Cアルゴン炉エネルギー消費とサポート構造解体コスト70-120元;
治療後：サンドブラストと含浸治療には30〜50元の費用がかかります。
産業型型や建築装飾部品などの単純な構造部品の大量生産に適しています。