Sekiranya anda seorang jurutera produk atau pakar perolehan yang bekerja pada komponen aeroangkasa seperti aplikasi suhu tinggi atau alat perindustrian-meraih bahan percetakan 3D yang salah boleh menjadi bencana. Bahagian mungkin cair, Warp, atau gagal di bawah panas, membawa kepada kelewatan projek dan kerja semula yang mahal. Panduan ini memudahkan bahan percetakan 3D tahan haba pemilihan: Kami akan memecah pilihan teratas mengikut jenis, Kongsi kes penggunaan dunia sebenar, dan memberi anda data untuk memilih bahan yang sesuai untuk keperluan suhu tinggi anda.
Apakah bahan percetakan 3D tahan panas?
Bahan percetakan 3D tahan haba adalah polimer, logam, atau aloi yang mengekalkan kekuatan mereka, bentuk, dan prestasi dalam persekitaran suhu tinggi (biasanya melebihi 100 ° C.). Tidak seperti plastik percetakan 3D standard (seperti PLA, yang melembutkan pada suhu 60 ° C), Bahan -bahan ini direkayasa untuk mengendalikan haba yang melampau -menjadikan mereka penting untuk industri seperti aeroangkasa, Automotif, perubatan, dan minyak/gas.
Dua spesifikasi utama menentukan rintangan haba bahan:
- Titik lebur: Suhu di mana bahan bertukar dari pepejal ke cecair.
- Suhu peralihan kaca (Tg): Suhu di mana polimer menjadi lembut dan fleksibel (Kritikal untuk bahan plastik).
Contohnya, bahagian yang digunakan dalam enjin kereta (yang mencapai 150 ° C.) memerlukan bahan dengan titik TG atau lebur di atasnya -sebaliknya, ia akan kehilangan bentuknya.
Bahan percetakan 3D tahan panas teratas (Mengikut jenis)
Bahan tahan haba jatuh ke dalam dua kategori utama: polimer (Plastik) dan logam/aloi. Masing -masing mempunyai kekuatan yang unik, Dan pilihan yang tepat bergantung pada suhu aplikasi anda, belanjawan, dan keperluan prestasi.
1. Polimer tahan haba (Teknologi FDM)
Polimer sangat sesuai untuk aplikasi suhu tinggi yang rendah hingga sederhana (100° C -300 ° C.) dan sering digunakan dengan Membentuk pemendapan yang menyatu (FDM)-A kaedah percetakan 3D yang mencairkan lapisan filamen plastik mengikut lapisan. Mereka lebih ringan dan lebih murah daripada logam tetapi tidak dapat mengendalikan haba yang melampau (di atas 300 ° C.).
Polimer tahan haba utama untuk FDM
| Bahan | Titik lebur | Tempatan Peralihan Kaca (Tg) | Kekuatan tegangan | Ciri -ciri utama | Kes penggunaan yang ideal | Harga setiap gram (Cny) |
| Abs | 200° C. | 105° C. | 42.5-44.8 MPa | Rintangan kimia, rintangan kesan | Perumahan paip longkang, inhaler, komponen elektronik | ¥ 1-3 |
| Ultem 1010 | 340° C. | 216° C. | 105 MPA | Selamat makanan, biokompatibel, pengembangan haba yang rendah | Alat perubatan, acuan tahan haba, bahagian pemprosesan makanan | Adat |
| Ultem 9085 | – | 186° C. | 71.6 MPA | Api-retardant, Kekuatan yang tinggi | Bor Aeroangkasa meninggal dunia, lekapan automotif | Adat |
| Polikarbonat (Pc) | 230-260 ° C. | 147° C. | 60 MPA | Lut, kekuatan impak yang tinggi | Kanta goggle, Helmet keselamatan, Kanta Headlamp Automotif | ¥ 1-3 |
| Mengintip | 343° C. | 143° C. | 110 MPA | Rintangan kimia, Rintangan stim | Bahagian semikonduktor, injap pam, Komponen minyak/gas | Adat |
Contoh dunia nyata: Ultem 1010 dalam alat perubatan
Syarikat peranti perubatan memerlukan acuan tahan panas untuk mensterakkan instrumen pembedahan (Sterilizers mencapai 180 ° C.). Mereka mula -mula cuba Abs-Tetapi Tgnya (105° C.) terlalu rendah, dan acuan melengkung semasa pensterilan. Mereka beralih ke Ultem 1010, yang mempunyai TG 216 ° C (jauh melebihi 180 ° C.). Acuan ultem selamat 500+ kitaran pensterilan tanpa melengkung, dan biokompatibiliti itu bermakna ia selamat untuk kegunaan perubatan.
2. Logam tahan haba & Aloi (Teknologi SLM)
Untuk aplikasi suhu tinggi yang melampau (300° C -1700 ° C.), logam dan aloi adalah satu -satunya pilihan. Mereka digunakan dengan Sintering laser logam (SLM)-A kaedah percetakan 3D yang mencairkan serbuk logam dengan laser. Mereka lebih kuat dan lebih tahan panas daripada polimer tetapi lebih berat dan lebih mahal.
Logam/aloi tahan haba utama untuk SLM
| Bahan | Titik lebur | Kekuatan tegangan | Ciri -ciri utama | Kes penggunaan yang ideal | Harga setiap gram (Cny) |
| ALSIMG ALUMINUM | 670° C. | 205 MPA | Ringan, tahan kakisan | Motor kenderaan, Komponen pesawat | ¥ 2-4 |
| 316L keluli tahan karat | 1400° C. | 490-690 MPa | Rintangan klorin, Dukes | Peralatan makmal, penukar haba, kacang/bolt | ¥ 1-3 |
| Inconel 718 | 1370-1430 ° C. | 965 MPA | Rintangan haba yang melampau (700° C.), tahan kakisan | Bahagian turbin gas, perumahan pemampat | Adat |
| Aloi Tc4 Titanium | 1700° C. | 1150 MPA | Rintangan rayapan yang tinggi, Rintangan kakisan air laut | Bilah pemampat enjin, acuan ultrasonik | ¥ 12-18 |
Contoh dunia nyata: 316L Keluli tahan karat dalam penukar haba
Tumbuhan kimia memerlukan penukar haba yang boleh mengendalikan 800 ° C dan menahan bahan kimia berasaskan klorin (digunakan dalam proses mereka). Mereka diuji ALSIMG ALUMINUM Pertama -tetapi titik leburnya (670° C.) berada di bawah 800 ° C., dan penukar cair selepas seminggu. Mereka beralih ke 316L keluli tahan karat, yang dapat menahan 925 ° C secara berterusan dan menentang klorin. Penukar 316L berlangsung 5+ tahun, Menyimpan tumbuhan $50,000 dalam kos penggantian.
4 Faktor kritikal untuk memilih bahan tahan haba yang betul
Memilih bahan bukan hanya mengenai rintangan haba -anda perlu memadankannya dengan keperluan penuh projek anda. Tanya diri anda empat soalan ini:
1. Berapakah suhu maksimum bahagian anda akan dihadapi?
Ini adalah faktor yang paling penting. Contohnya:
- Sekiranya bahagian anda berada di pemanggang (120° C.): Abs (Tg 105 ° C) atau Pc (TG 147 ° C) berfungsi.
- Sekiranya ia berada dalam enjin jet (700° C.): Hanya Inconel 718 (mengendalikan 700 ° C.) atau TC4 Titanium (1700° C Titik lebur) akan lakukan.
Peraturan ibu jari: Pilih bahan dengan TG (untuk polimer) atau titik lebur (untuk logam) 20-50 ° C lebih tinggi daripada suhu operasi maksimum anda - ini memberikan penampan keselamatan.
2. Apa anggaran anda?
Bahan tahan haba berkisar dari murah (Abs, ¥ 1-3/g) hingga sangat mahal (TC4 Titanium, ¥ 12-18/g). Contohnya:
- Bahagian kos rendah seperti perumahan paip longkang: Gunakan Abs (Cukup murah dan haba untuk 100 ° C).
- Bahagian aeroangkasa berprestasi tinggi: Melabur dalam Inconel 718 (mahal tetapi berbaloi untuk rintangan 700 ° C).
3. Teknologi percetakan 3D apa yang anda gunakan?
Polimer tahan panas memerlukan FDM (menggunakan filamen), manakala logam memerlukan SLM (menggunakan serbuk). Pastikan bahan anda sesuai dengan pencetak anda: Anda tidak boleh mencetak Mengintip (polimer) dengan pencetak SLM, Dan anda tidak boleh mencetak 316L keluli tahan karat dengan pencetak FDM.
4. Adakah anda memerlukan ciri tambahan?
- Rintangan kimia: Untuk bahagian menyentuh asid atau bahan api, Pilih Mengintip (polimer) atau 316L keluli tahan karat (logam).
- Biokompatibiliti: Untuk bahagian perubatan, Pilih Ultem 1010 (polimer) atau TC4 Titanium (logam)-Mereka selamat untuk hubungan badan.
- Rintangan api: Untuk bahagian aeroangkasa/automotif, gunakan Ultem 9085 (Ia memenuhi standard keselamatan api).
Perspektif Teknologi Yigu mengenai bahan percetakan 3D tahan panas
Di Yigu Technology, Kami percaya pemilihan bahan 3D tahan panas adalah mengenai keperluan suhu mengimbangi, belanjawan, dan teknologi. Untuk pelanggan, Kami mula -mula memetakan suhu operasi maksimum bahagian -ini menghapuskan 50% pilihan yang salah di hadapan. Contohnya, Kami membimbing projek bajet rendah ke ABS atau 316L keluli tahan karat, Walaupun pelanggan aeroangkasa berprestasi tinggi mendapat Inconel 718 atau Tc4 Titanium. Kami juga berkongsi laporan ujian bahan (seperti data kitaran haba) untuk membuktikan prestasi. Matlamatnya bukan hanya untuk menjual bahan-ini untuk membantu anda membina bahagian-bahagian yang terakhir dalam persekitaran panas.
Soalan Lazim
1. Bolehkah saya menggunakan abs untuk bahagian yang mencapai 120 ° C?
Tidak. Abs mempunyai suhu peralihan kaca (Tg) daripada 105 ° C -di atas 105 ° C., ia menjadi lembut dan kehilangan bentuk. Untuk aplikasi 120 ° C., Pilih PC (TG 147 ° C) atau ultem 9085 (TG 186 ° C) sebaliknya.
2. Yang lebih baik untuk panas yang melampau: Mengintip (polimer) atau Inconel 718 (aloi)?
Inconel 718 lebih baik untuk panas yang melampau. Mengintip dapat mengendalikan sehingga 170 ° C secara berterusan, sementara Inconel 718 Bekerja pada suhu 700 ° C.. Tetapi mengintip lebih ringan dan lebih murah -gunakannya untuk panas sederhana (100° C -170 ° C.), dan Inconel untuk panas yang melampau (di atas 300 ° C.).
3. Mengapa titanium TC4 begitu mahal (¥ 12-18/g)?
Titanium TC4 mahal kerana jarang, sukar diproses (Memerlukan pencetak SLM khas), dan mempunyai sifat yang tiada tandingannya: Ia mengendalikan 1700 ° C., adalah ringan, dan menentang kakisan. Ia hanya digunakan untuk bahagian bernilai tinggi (seperti bilah enjin aeroangkasa) di mana prestasi membenarkan kos.
