航空宇宙コンポーネントや産業用ツールなど、高温アプリケーションに取り組んでいる製品エンジニアまたは調達スペシャリストの場合、間違った3D印刷材料を選択することは壊滅的です. 部品は溶けるかもしれません, ワープ, または熱の下で失敗します, プロジェクトの遅延と費用のかかる再加工につながります. このガイドが簡素化されます 熱耐性3D印刷材料 選択: タイプごとにトップオプションを分類します, 実際のユースケースを共有します, そして、高温のニーズに合った適切な素材を選択するためのデータを提供してください.
熱耐性の3D印刷材とは何ですか?
熱耐性3D印刷材料はポリマーです, 金属, または強度を維持する合金, 形, 高温環境でのパフォーマンス (通常、100°Cを超えています). 標準の3D印刷プラスチックとは異なります (プラのように, 60°Cで柔らかくなります), これらの材料は極端な暑さを処理するように設計されています。航空宇宙のような産業に不可欠なものを作ります, 自動車, 医学, およびオイル/ガス.
2つの重要な仕様は、材料の耐熱性を定義します:
- 融点: 材料が固体から液体に変わる温度.
- ガラス遷移温度 (TG): ポリマーが柔らかく柔軟になる温度 (プラスチック材料にとって重要です).
例えば, 車のエンジンで使用される部品 (150°Cに達します) それをはるかに上にTGまたは融点を持つ材料が必要です - 他の方に, それはその形状を失います.
耐熱性のトップ3D印刷材料 (タイプごとに)
耐熱性材料は、2つの主要なカテゴリに分類されます: ポリマー (プラスチック) そして 金属/合金. それぞれにユニークな強みがあります, そして、正しい選択は、アプリケーションの温度に依存します, 予算, パフォーマンスのニーズ.
1. 熱耐性ポリマー (FDMテクノロジー)
ポリマーは、低から中程度の高温アプリケーションに最適です (100°C〜300°C) しばしば使用されます 融合堆積成形 (FDM) - 層ごとにプラスチックフィラメントを溶かす3D印刷方法. それらは金属よりも軽くて安価ですが、極端な暑さを処理できません (300°C以上).
FDMの主要な熱耐性ポリマー
| 材料 | 融点 | ガラス遷移温度 (TG) | 抗張力 | 重要な機能 | 理想的なユースケース | グラムあたりの価格 (人民元) |
| 腹筋 | 200°C | 105°C | 42.5–44.8 MPa | 耐薬品性, 耐衝撃性 | パイプハウジングを排水します, 吸入器, 電子コンポーネント | ¥1–3 |
| 究極 1010 | 340°C | 216°C | 105 MPA | フードセーフ, 生体適合性, 低熱膨張 | 医療ツール, 熱耐性型, 食品加工部品 | カスタム |
| 究極 9085 | – | 186°C | 71.6 MPA | 炎のリターン剤, 高強度から重み | 航空宇宙ドリルが死にます, 自動車備品 | カスタム |
| ポリカーボネート (PC) | 230–260°C | 147°C | 60 MPA | 半透明, 影響力の高い強度 | ゴーグルレンズ, 安全ヘルメット, 自動車ヘッドランプレンズ | ¥1–3 |
| ピーク | 343°C | 143°C | 110 MPA | 耐薬品性, 蒸気抵抗 | 半導体部品, ポンプバルブ, オイル/ガス成分 | カスタム |
実世界の例: 究極 1010 医療ツールで
医療機器会社は、手術器具を滅菌するために耐熱型を必要としていました (滅菌剤は180°Cに達します). 彼らは最初に試しました 腹筋 - しかし、そのtg (105°C) 低すぎました, そして、滅菌中にカビがゆがんでいました. 彼らはに切り替えました 究極 1010, TGは216°Cです (180°Cをはるかに超えています). 究極の型は生き残った 500+ 滅菌サイクルは反りません, そしてその生体適合性は、それが医学的に安全だったことを意味します.
2. 熱耐性金属 & 合金 (SLMテクノロジー)
極端な高温アプリケーション用 (300°C -1700°C), 金属と合金 唯一の選択肢です. それらは一緒に使用されます 金属レーザー焼結 (SLM) - 金属粉をレーザーで溶かす3D印刷方法. それらはポリマーよりも強く耐熱性がありますが、より重くて高価です.
SLMの主要な熱耐性金属/合金
| 材料 | 融点 | 抗張力 | 重要な機能 | 理想的なユースケース | グラムあたりの価格 (人民元) |
| アルシムアルミニウム | 670°C | 205 MPA | 軽量, 耐性耐性 | 車両モーター, 航空機コンポーネント | ¥2–4 |
| 316Lステンレス鋼 | 1400°C | 490–690 MPa | 塩素耐性, 公爵 | ラボ機器, 熱交換器, ナット/ボルト | ¥1–3 |
| インコネル 718 | 1370–1430°C | 965 MPA | 極度の耐熱性 (700°C), 耐性耐性 | ガスタービン部品, コンプレッサーハウジング | カスタム |
| TC4チタン合金 | 1700°C | 1150 MPA | 高いクリープ抵抗, 海水腐食抵抗 | エンジンコンプレッサーブレード, 超音波型 | ¥12–18 |
実世界の例: 316l熱交換器のステンレス鋼
化学プラントには、800°Cを処理し、塩素ベースの化学物質に抵抗できる熱交換器が必要でした (プロセスで使用されます). 彼らはテストしました アルシムアルミニウム 最初に - しかし、その融点 (670°C) 800°C未満でした, そして、交換器は1週間後に溶けました. 彼らはに切り替えました 316Lステンレス鋼, 925°Cに連続的に耐えることができ、塩素に耐えることができます. 316L交換器が続きました 5+ 年, 植物を救う $50,000 交換費用.
4 適切な耐熱物質を選択するための重要な要因
材料を選ぶことは、耐熱性だけではありません。プロジェクトの完全なニーズに合わせる必要があります. これらの4つの質問を自問してください:
1. あなたの部品が直面する最大温度は何ですか?
これが最も重要な要素です. 例えば:
- あなたの部分がトースターにある場合 (120°C): 腹筋 (TG 105°C) または PC (TG 147°C) 作品.
- ジェットエンジンに含まれている場合 (700°C): のみ インコネル 718 (ハンドル700°C) または TC4チタン (1700°C融点) します.
経験則: TGのある素材を選択してください (ポリマー用) または融点 (金属用) 20–50°C高い 最大動作温度よりも、これにより安全バッファーが得られます.
2. あなたの予算は何ですか?
耐熱性の材料は安いものです (腹筋, ¥1–3/g) 非常に高価に (TC4チタン, ¥12–18/g). 例えば:
- 排水管ハウジングのような低コストの部品: 使用 腹筋 (100°Cで十分に安く耐火性).
- 高性能航空宇宙部: 投資します インコネル 718 (高価ですが、700°Cの抵抗には価値があります).
3. どの3D印刷技術を使用していますか?
ほとんどの熱耐性ポリマーが必要です FDM (フィラメントを使用します), 金属が必要です SLM (パウダーを使用します). 素材がプリンターと一致することを確認してください: 印刷できません ピーク (ポリマー) SLMプリンター付き, 印刷できません 316Lステンレス鋼 FDMプリンター付き.
4. 追加機能が必要ですか？?
- 耐薬品性: 酸や燃料に触れる部品用, 選ぶ ピーク (ポリマー) または 316Lステンレス鋼 (金属).
- 生体適合性: 医療部品用, 選ぶ 究極 1010 (ポリマー) または TC4チタン (金属) - それらは体の接触に安全です.
- 炎抵抗: 航空宇宙/自動車部品用, 使用 究極 9085 (炎の安全基準を満たしています).
熱耐性3D印刷材料に関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, 私たちは、熱耐性の3D材料の選択は、温度のニーズのバランスをとることだと信じています, 予算, とテクノロジー. クライアント向け, 最初に、部品の最大動作温度をマップします。これにより、排除されます 50% 間違った選択の前払い. 例えば, 低予算プロジェクトをABSまたは316Lステンレス鋼に導きます, 高性能の航空宇宙クライアントがインコールを取得します 718 またはTC4チタン. また、マテリアルテストレポートも共有しています (熱サイクルデータのように) パフォーマンスを証明する. 目標は、材料を販売することだけではありません。高温の環境で持続する部品を構築するのに役立ちます。.
よくある質問
1. 120°Cに達する部品にABSを使用できますか?
いいえ. ABSにはガラス遷移温度があります (TG) 105°C -105°Cを吸収します, 柔らかくなり、形が失われます. 120°Cアプリケーション用, PCを選択します (TG 147°C) または究極 9085 (TG 186°C) その代わり.
2. これは極端な暑さに適しています: ピーク (ポリマー) またはインコネル 718 (合金)?
インコネル 718 極端な暑さの方が良いです. Peekは、最大170°Cを連続的に処理できます, インコネルがあります 718 700°Cで動作します. しかし、ピークは軽くて安くなります - 中程度の熱のためにそれを使用します (100°C -170°C), そして、極端な熱のためのインコール (300°C以上).
3. TC4チタンがとても高価なのはなぜですか (¥12–18/g)?
TC4チタンはまれなので高価です, 処理が難しい (特別なSLMプリンターが必要です), そして、無敵のプロパティがあります: 1700°Cを処理します, 軽量です, 腐食に抵抗します. 価値の高い部品にのみ使用されます (航空宇宙エンジンブレードのように) パフォーマンスがコストを正当化する場合.
