Если вы инженер по продукту или специалист по закупкам, работающий над высокотемпературными приложениями, например, аэрокосмические компоненты или промышленные инструменты,-носить неправильный 3D-печатный материал может быть катастрофическим. Части могут таять, деформация, или терпеть неудачу, приводя к задержкам проекта и дорогостоящей переделке. Это руководство упрощает теплостойкие 3D-печатные материалы выбор: Мы сломаем лучшие параметры по типу, Поделиться реальными вариантами использования, и дайте вам данные, чтобы выбрать правильный материал для ваших высокотемпературных потребностей.
Что такое термостойкие 3D-печатные материалы?
Теплостойкие 3D-печатные материалы-это полимеры, металлы, или сплавы, которые поддерживают их силу, форма, и производительность в высокотемпературных средах (обычно выше 100 ° C.). В отличие от стандартных пластиков 3D -печати (как PLA, который смягчается при 60 ° C), Эти материалы спроектированы для обработки экстремального тепла, что делает их необходимыми для таких отраслей, как Aerospace, Автомобиль, медицинский, и нефть/газ.
Две ключевые характеристики определяют теплостойкость материала:
- Точка плавления: Температура, при которой материал превращается из твердого в жидкость.
- Температура стеклянного перехода (Тг): Температура, при которой полимер становится мягким и гибким (Критическое для пластиковых материалов).
Например, часть, используемая в автомобильном двигателе (который достигает 150 ° C.) нужен материал с TG или точкой плавления намного выше, чем, он потеряет свою форму.
Верхние теплостойкие 3D-печатные материалы (По типу)
Теплостойкие материалы делятся на две основные категории: полимеры (пластмассы) и металлы/сплавы. У каждого есть уникальные сильные стороны, и правильный выбор зависит от температуры вашего приложения, бюджет, и потребности в производительности.
1. Теплостойкие полимеры (FDM Технология)
Полимеры идеально подходят для применений с низким до умеренным высокотемпературным (100° C - 300 ° C.) и часто используются с Сплавленное формование (FDM)- Метод 3D -печати, который плавит пластиковые нити слоем за слоем. Они легче и дешевле, чем металлы, но не могут справиться с экстремальным теплом (Выше 300 ° C.).
Ключевые теплостойкие полимеры для FDM
| Материал | Точка плавления | Стеклянный переход температура (Тг) | Предел прочности | Ключевые функции | Идеальные варианты использования | Цена за грамм (китайский юань) |
| АБС | 200° C. | 105° C. | 42.5–44,8 МПа | Химическая устойчивость, воздействие сопротивления | Дренажные корпусы труб, ингаляторы, электронные компоненты | ¥ 1–3 |
| Ультом 1010 | 340° C. | 216° C. | 105 МПА | Food-Safe, биосовместимый, Низкое тепловое расширение | Медицинские инструменты, теплостойкие формы, Детали пищевых переработков | Обычай |
| Ультом 9085 | – | 186° C. | 71.6 МПА | Пламя-возобновляющий, Высокая сила до веса | Аэрокосмическая тренировка умирает, Автомобильные светильники | Обычай |
| Поликарбонат (ПК) | 230–260 ° C. | 147° C. | 60 МПА | Полупрозрачный, Высокая сила воздействия | Линзы Goggle, Безопасные шлемы, Автомобильные объективы фары | ¥ 1–3 |
| Заглядывать | 343° C. | 143° C. | 110 МПА | Химическая устойчивость, сопротивление пара | Полупроводниковые детали, насосные клапаны, нефтяные/газовые компоненты | Обычай |
Пример реального мира: Ультом 1010 в медицинских инструментах
Компании по медицинским устройствам нужна термостойкая форма для стерилизации хирургических инструментов (Стерилизаторы достигают 180 ° C.). Сначала они попробовали АБС- но его тг (105° C.) был слишком низкий, и плесень, искаженная во время стерилизации. Они переключились на Ультом 1010, который имеет TG 216 ° C (намного выше 180 ° C.). Плесень Ultem выжила 500+ циклы стерилизации без деформации, и его биосовместимость означала, что это было безопасно для медицинского использования.
2. Теплостойкие металлы & Сплавы (Технология SLM)
Для экстремальных высокотемпературных приложений (300° C - 1700 ° C.), металлы и сплавы единственный выбор. Они используются с Металлический лазерный спекание (СЛМ)- Метод 3D -печати, который тает металлический порошок с лазером. Они сильнее и более теплостойкие, чем полимеры, но более тяжелые и дорогие.
Ключевые теплостойкие металлы/сплавы для SLM
| Материал | Точка плавления | Предел прочности | Ключевые функции | Идеальные варианты использования | Цена за грамм (китайский юань) |
| AlsImg алюминий | 670° C. | 205 МПА | Легкий вес, коррозионная устойчивость | Автомобильные двигатели, Самолетные компоненты | ¥ 2–4 |
| 316L из нержавеющей стали | 1400° C. | 490–690 МПа | Сопротивление хлора, Герцоги | Лабораторное оборудование, теплообменники, гайки/болты | ¥ 1–3 |
| Insonel 718 | 1370–1430 ° C. | 965 МПА | Экстремальная теплостойкость (700° C.), коррозионная устойчивость | Запчасти газовой турбины, Компрессоры корпус | Обычай |
| TC4 Титановый сплав | 1700° C. | 1150 МПА | Высокая сопротивление ползучести, Коррозионная стойкость морской воды | Корпрессоры двигателя, ультразвуковые формы | ¥ 12–18 |
Пример реального мира: 316L из нержавеющей стали в теплообменниках
Химическая установка нуждается в теплообменниках, которые могли бы обрабатывать 800 ° C и противостоять химическим веществам на основе хлора (Используется в своих процессах). Они проверили AlsImg алюминий Во -первых, но его точка плавления (670° C.) был ниже 800 ° C., И обменники растопили через неделю. Они переключились на 316L из нержавеющей стали, который может непрерывно выдержать 925 ° C и противостоить хлору. 316L -обменники продолжались 5+ годы, Сохранение растения $50,000 в затратах.
4 Критические факторы, чтобы выбрать правильный теплостойенный материал
Выбор материала - это не только теплостойкость - вам нужно соответствовать его полным потребностям вашего проекта. Задайте себе эти четыре вопроса:
1. С какой максимальной температурой будет столкнуться с вашей частью?
Это самый важный фактор. Например:
- Если ваша часть в тостере (120° C.): АБС (TG 105 ° C) или ПК (TG 147 ° C) Работа.
- Если он в реактивном двигателе (700° C.): Только Insonel 718 (Обработки 700 ° C.) или TC4 Титан (1700° C точка плавления) Сделаю.
Эмпирическое правило: Выберите материал с TG (для полимеров) или точка плавления (для металлов) 20–50 ° C выше чем ваша максимальная рабочая температура - это дает защитный буфер.
2. Какой у тебя бюджет?
Теплостойкие материалы варьируются от дешевых (АБС, ¥ 1–3/g) очень дорого (TC4 Титан, ¥ 12–18/g). Например:
- Недорогая часть, как корпус дренажной трубы: Использовать АБС (Дешевый и теплостойенный достаточно для 100 ° C).
- Высокоэффективная аэрокосмическая часть: Инвестировать в Insonel 718 (дорого, но стоит устойчивости 700 ° C).
3. Какая технология 3D -печати вы используете?
Большинство термостойких полимеров требуют FDM (использует нити), в то время как металлы нуждаются в СЛМ (использует порошок). Убедитесь, что ваш материал соответствует вашему принтеру: Вы не можете печатать Заглядывать (Полимер) с принтером SLM, И вы не можете печатать 316L из нержавеющей стали с принтером FDM.
4. Вам нужны дополнительные функции?
- Химическая устойчивость: Для частей, касающихся кислот или топлива, выбирать Заглядывать (полимеры) или 316L из нержавеющей стали (металлы).
- Биосовместимость: Для медицинских деталей, выбирать Ультом 1010 (полимеры) или TC4 Титан (металлы)- Они безопасны для контакта с телом.
- Пламя сопротивления: Для аэрокосмических/автомобильных деталей, использовать Ультом 9085 (соответствует стандартам безопасности пламени).
Перспектива технологии Yigu на теплостойкие 3D-печатные материалы
В Yigu Technology, Мы считаем, что теплостойенный 3D-выбор материала-это баланс температурных потребностей, бюджет, и технология. Для клиентов, Сначала мы сопоставляем максимальную рабочую температуру детали - это исключает 50% неправильного выбора заранее. Например, Мы направляем низкобюджетные проекты к ABS или 316L из нержавеющей стали, в то время как высокопроизводительные аэрокосмические клиенты получают неосведомленность 718 или TC4 Titanium. Мы также делимся отчетами о тестировании материалов (Как данные теплового цикла) Чтобы доказать производительность. Цель состоит не только в том, чтобы продавать материалы-это поможет вам создать детали, которые длятся в среде высокого уровня.
Часто задаваемые вопросы
1. Могу ли я использовать ABS для деталей, которые достигают 120 ° C?
Нет. ABS имеет температуру стеклянного перехода (Тг) 105 ° C - помимо 105 ° C., он становится мягким и теряет форму. Для применений 120 ° C., Выберите ПК (TG 147 ° C) или Ultem 9085 (TG 186 ° C) вместо.
2. Что лучше для сильной жары: Заглядывать (полимер) или uncel 718 (сплав)?
Insonel 718 лучше для сильной жары. Peek может непрерывно обрабатывать до 170 ° C, в то время как Inconel 718 Работает при 700 ° C.. Но Peek легче и дешевле - используйте его для умеренного тепла (100° C - 170 ° C.), и нельзя получить экстремальную жару (Выше 300 ° C.).
3. Почему титан TC4 такой дорогой (¥ 12–18/g)?
TC4 титан дорогой, потому что он редко, трудно обработать (Нужны специальные принтеры SLM), и обладает непревзойденными свойствами: Он обрабатывает 1700 ° C., легкий, и сопротивляется коррозии. Он используется только для высоких запасных частей (Как лопасти аэрокосмического двигателя) где производительность оправдывает стоимость.
