山特维克推出可3D打印的耐用部件的新型硬质合金
“我们的粉末经过优化，可打印外观精美、效果良好的组件，并且适合在实际应用、苛刻环境和批量生产中使用，”山特维克增材制造首席产品经理 Anders Ohlsson 解释道。 “同样值得一提的是，3D 打印硬质合金的能力大大加快了我们的上市时间。原型制作过去需要 6 到 12 个月，而现在我们的交货时间是几周的问题。山特维克开发了独一无二的粉末和工艺。”
山特维克的 3D 打印产品组合
山特维克的业务涵盖金属切削、数字制造、采矿和建筑行业，但其 3D 打印业务通常专注于粉末开发以及咨询和制造服务。在材料方面，该公司花费了超过 15 年的时间建立了广泛的 Osprey 3D 打印合金产品组合。这些粉末在山特维克的一个气体雾化塔内部生产，可以定制以适应任何印刷技术，颗粒大小从 5 到 500 微米不等。该公司的 Osprey 金属产品范围从 1 公斤到 6,000 公斤不等，现在可以从钢材扩展到镍基高温合金，使其能够满足各种应用需求。
最近应用这些材料的一种方式是作为 GE Additive 的 Binder Jet Beta 合作伙伴计划的一部分。继 2020 年底达成战略合作伙伴关系后，山特维克已使用其 Osprey 粉末来提供 GE Additive 的 H2 Binder Jet 3D 打印机测试系统，以换取能够将机器本身用于生产目的。自一年前收购 BEAMIT 的股份以来，该公司还试图扩大其增材制造能力的极限。例如，山特维克与其部分子公司合作，现已开发出 3D 打印超级双相不锈钢零件的能力，最近，它已开始在 Boliden 的矿山中试用 3D 打印，以提高钻机的性能部分。
山特维克的超级双相钢 3D 打印优化海上叶轮。图片来自山特维克
一种新的硬质合金
由于其独特的复合结构，其中耐磨相通过延展性金属粘合剂粘合在一起，硬质合金具有生产金属切割、农业、食品和石油和天然气应用零件所需的强度。话虽如此，由于其固有的硬度，硬质合金可能难以加工，尤其是加工成具有复杂几何形状的部件。自 1932 年以来，山特维克一直在使用此类材料，因此利用其专业知识开发了一种克服这一问题的方法，即采用具有“卓越耐磨性能”的新型粉末形状。
这种粉末是通过一种未公开的“专利工艺”开发的，据说可以生产与以前相同的超坚固部件，同时还可以利用 3D 打印带来的减少浪费和增加设计自由度。“在您的业务中实施增材制造时，您基本上消除了所有以前的设计限制——使您能够专注于根据运营需求和要求设计组件，而无需适应特定的形状或形式，”Ohlsson 补充道。 “到目前为止，硬质合金是 3D 打印形状中最坚硬的材料之一，即使不是最坚硬的材料。”
使用山特维克的硬质合金 3D 打印的少数零件。图片来自山特维克。
为了展示其新粉末的潜在应用，山特维克 3D 将其打印到拉丝笔尖中，作为最近研发项目的一部分。据该公司称，该部件具有闭环螺旋冷却通道，使其能够在保持线材干燥的同时实现高效冷却，这是“如果没有增材制造就不可能实现的”。
中国3D打印网点评：展望未来，山特维克认为，这种材料的“极端耐用性”现在将使其非常适合“希望优化生产效率的行业”的需求，尤其是那些“在具有挑战性的环境中运行”的行业。山特维克增材制造业务部经理 Mikael Schuisky 博士总结道：“凭借我们在材料技术方面的长期经验以及我们在增材价值链方面的专业知识，我们能够以其他人无法企及的速度进行创新。这使我们在推动 3D 打印工业化转变方面处于独特的地位，并证明可持续制造不仅是可能的——它已经在发生。”
山特维克的 3D 打印硬质合金拉丝笔尖。图片来自山特维克。
高强度材料的进展
尽管山特维克的硬质合金突破无疑令人印象深刻，但它远不是第一个开始研究这种材料的 3D 打印潜力的公司。事实上，早在 2019 年，VBN Components 的硬质合金 Vibenite 480 材料就获得了 MM Maschinenmarkt 的增材制造创新奖。
在其他地方，还开发了许多其他“超级合金”，特别是考虑到高强度部件的增材制造。去年年初，加州大学圣巴巴拉分校和橡树岭国家实验室的研究人员透露，他们已经提出了一种新的抗缺陷 3D 打印高温合金，能够克服高温 PBF 生产部件中经常出现的开裂问题。
同样，Rosswag Engineering 不久前对其镍基 Waspaloy 进行了鉴定，据说这种材料具有出色的耐腐蚀性和抗氧化性。在公司的初始测试中，Waspaloy 的拉伸强度为 1403 MPa，断裂伸长率为 21%，使其具有优于 Inconel 718 等金属的优越性能，这些金属通常用于满足要求苛刻的航空航天应用。
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