3D Tisk Z Amorfnimi Kovinami

2023 Avtor: Hannah Pearcy | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-05-24 11:13

Na področju vesoljske, medicinske tehnologije ali na področju e-mobilnosti: Sodobne visokotehnološke aplikacije postavljajo ogromne zahteve za današnje materiale, na primer za izdelavo pogonskih delov in zobnikov, odpornih proti obrabi, stabilnih vzmetenj ali membran za brizgalne šobe. Konvencionalni proizvodni procesi hitro dosežejo svoje meje s kompleksnimi dizajni in izjemno lahkimi dizajni. Zahvaljujoč proizvodnji aditivov so možne prilagojene rešitve za številne nove zahteve.

Atomski kaos je rešitev za različne aplikacije visoke tehnologije

Amorfne kovine so vsestranske in združujejo lastnosti, ki so bile prej medsebojno izključujoče. Torej so hkrati izjemno močni in zelo elastični. Imajo tudi zelo dobre vzmetne lastnosti, so izjemno odporne proti koroziji in odporne na udarce. Razlog za to je njihova neurejena, nekristalna struktura. Izziv pri proizvodnji in predelavi amorfnih kovin je, da atomi v talini med strjevanjem ohranijo svojo amorfno razporeditev. Gre za zamrznjene taline, ki jih imenujemo tudi kovinska stekla. "Zaradi visoke trdnosti materiala je mogoče konstruktivno spremeniti sestavne dele in jih narediti tanjše ali manjše, kot je mogoče pri standardnih materialih," pojasnjuje Valeska Melde, vodja trženja in prodaje v podjetju Heraeus Amloy. Ogromna prednost za močno obremenjene dele, ki se pogosto obrabijo - na primer zobniške dele.

Uporabnik je lahka konstrukcija

Proizvodnja aditivov je del 4. srečanja uporabnikov o lahki gradnji 7. novembra 2019 v Würzburgu. Poleg predstavitve brezplačne programske opreme za optimizacijo topologije, posebej za 3D tiskanje, je predstavljena tudi generacija kompleksnih bionskih struktur za proizvodnjo aditivov. Več informacij najdete tukaj: Uporabniški sestanek za lahke konstrukcije

Dodatna točka je majhna gostota amorfnih kovin, ki je nižja od jekla. Tako prihranimo na teži - eden največjih izzivov za inovacije v e-mobilnosti in vesoljskem vesolju. "Naše nadaljnje razvijanje amorfnih kovin je ključno gonilo za povečanje obsega e-mobilnosti in zmanjšanje stroškov energije v vesoljski industriji," pravi Valeska Melde. Poleg majhne teže amorfne kovine nudijo še eno odločilno prednost za vesoljsko industrijo: za razliko od drugih kovin ne postanejo krhke niti pri izjemno nizkih temperaturah (nizkotemperaturna duktilnost) in so zato še posebej primerne za ekstremna okolja. Zaradi visoke odpornosti proti lezenju lahko amorfne kovine uporabimo tudi za izdelavo lahkih, majhnih in hkrati stabilnih elementov rotorja,na primer za drone.

Visokotehnološki material s 3D tiskalnika

Poleg brizganja amorfnih kovin Heraeus s 3D-tiskanjem izdeluje tudi amorfne komponente. "Aditivna proizvodnja omogoča večje sestavne dele s kompleksnimi geometrijami, ki jih prej ni bilo mogoče izdelati po običajnih postopkih," pojasnjuje Jürgen Wachter, vodja poslovne enote Heraeus Amloy. Visokočisti, sferični, amorfni praški na osnovi cirkonija ali bakra so posebej optimizirani za izdelavo aditivov pri selektivnem laserskem taljenju (SLM). Heraeus Amloy trenutno dela na razvoju zlitine na osnovi titana, ki jo je mogoče uporabiti tudi v proizvodnji aditivov. Kombinacija zelo majhne teže z optimizirano geometrijo sestavnih delov je še posebej ugodna pri lahki konstrukciji. Platinasta zlitina podjetja Heraeus Amloy je še posebej zanimiva v industriji nakita,ker je v primerjavi s čisto platino odporen na praske.

Praški za lasersko taljenje v aditivni proizvodnji nastajajo z atomizacijo z uporabo EIGA (elektrode indukcijsko taljenje z inertnim plinom) ali VIGA (vakuumski sistem za atomizacijo inertnega plina). Te je mogoče obdelati na vseh strojih SLM. Heraeus Amloy določi ustrezne parametre za stranko in skupaj s partnerji optimizira tudi tiskalnike za amorfne komponente. Tako kot standardne materiale je mogoče tudi predelati amorfne sestavine - odvisno od želene strukture ali oblike površine. Zlitine se lahko strojno brušijo, peskajo, polirajo ali obdelujejo. (qui)