在316L不锈钢粉中添加氮化硅,可提高金属3D打印质量-Stratasys3D打印机

2019年7月5日,Stratasys3D打印机从外媒获悉,奥地利格拉茨科技大学(TU Graz)的研究人员对316L不锈钢粉末进行了改性,使其在用于增材制造时可以获得更好的打印质量和表面光洁度。

据悉,该研究的开创性方面是在316L不锈钢中添加氮化硅以控制硼化物的反应,硼化物在烧结过程中用作活化剂。 使用这种方法,研究人员能够最大限度地减少对支撑结构的需求,并生产具有更好表面和机械性能的零件。

根据该研究论文的共同作者Mateusz Skalon的说法,这种名为NewGen SLM粉末的改性粉末可以“让3D打印金属的成本节省高达114欧元/公斤”。

TU Graz研究人员使用的NewGen粉末具有更好的表面
NewGen SLM金属3D打印粉末

金属的3D打印允许创建高度复杂和轻量的最终用途部件,可用于航空航天工业或生物医学。然而,尽管需要金属3D打印,但仍存在需要克服的挑战,例如最小化支撑结构和改善成品部件的表面质量。

NewGen SLM使用硼化物制成,其与316L不锈钢粉末混合。虽然硼化物增加了烧结物的密度,但是它们在铁基材料中不能很好地溶解,并且在熔化和凝固之后它们在颗粒周围形成层。为了控制硼化物的行为以获得所需的结果,将氮化硅添加到金属粉末中。

研究人员测试了20种不同的实验室制316L不锈钢粉末混合物的物理和机械性能以及孔隙率。结论是,通过控制氮化硅和硼的量可以减少烧结物的变形。

作者写道:“通过将不同比例的硼和Si3 N4添加到AISI 316L不锈钢中,可以通过直接控制固化的第二相(来自共晶的量)来控制烧结矿的变形和横向断裂强度)。“

此外,TU Graz科学家对粉末进行了改性,除了可以产生更好的表面光洁度和机械性能外,NewGen SLM还需要更少的支撑结构。

商业化NewGen SLM

在TU Graz的支持下,研究人员打算将NewGen SLM粉末商业化。

Skalon说:“我们将在未来16个月内在最常见的激光熔化系统上测试粉末,基于这一点,我们希望在Fellowship之后直接在奥地利建立一家生产公司,购买的316L不锈钢粉末将被改性和销售。”

“目标群体将包括高度复杂金属零件的制造商,制造汽车,飞机和机械工程部门的公司以及采用增材制造的研究机构。”

论文:《Article Improving the Dimensional Stability and Mechanical Properties of AISI 316L + B Sinters by Si3N4 Addition》

它发表在“Materials”杂志上,由Mateusz Skalon,Ricardo Henrique Buzolin,Jan Kazior,Christoph Sommitsch和Marek Hebda共同撰写。

以上编译自:3dprintingindustry

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