Page 23 - Станочный Парк (1)

новые технологии

Аддитивные технологии и порошковая металлургия

1. Материалы для «металлических» ки свойств материалов для традиционных
AM-машин технологий, не могут быть применены к
Под порошками понимают сыпучие аддитивным технологиям в силу наличия
материалы с характерным размером ча- анизотропии, неизбежной при послойном
стиц до 1,0 мм. Порошки классифицируют принципе создания изделия.
по размерам частиц (по условному диаме- За рубежом вопросы стандарти-
тру d), подразделяя их на нанодисперс- зации по материалам для аддитивных
ные с d<0,001 мкм, ультрадисперсные d технологий находятся в компетенции
=0,01-0,1 мкм, высокодисперсные d=0,1– NIST – National Institute of Standards and
10 мкм, мелкие d= 10–40 мкм, средние Technology (США); Международной орга-
d=40–250 мкм и крупные d=250–1 000 низации по стандартизации ISO (коми-
мкм. тет TC261 по аддитивным технологиям)
В настоящее время не существует и ASTM (международный комитет F42 по
общих требований к металлопорошковым аддитивным технологиям). В настоящее
композициям, применяемым в AM-тех- время разработан только один стандарт
нологиях. Разные компании – произво- (ASTM F2924) на материал Ti-6- Al-4-V
дители AM-машин предписывают работу для применения в технологиях Powder
с определенным перечнем материалов, Bed Fusion.
обычно поставляемых самой компанией. Особенностью процесса лазерного
В разных машинах используются порош- синтеза, например, по технологии SLM
ки различного фракционного состава. является то, что при построении детали
Одним из параметров, характеризующих лазерный луч не только сплавляет части-
порошок, является величина d50 – «сред- цы порошка, формируя тело детали, но
ний диаметр частиц». Например, d50 = 40 и «портит» материал, непосредственно
мкм означает, что у 50% частиц порош- прилегающий к поверхности строящей-
ка размер частиц меньше или равен 40 ся детали. Поэтому в практике работы с
мкм. Так, в машинах Phenix (3D Systems) SLS-машинами применяют методы просе-
используется порошок с размерами ча- ивания отработанного материала с целью
стиц d50=10 мкм; для машин Conzept удаления «бракованной» части с даль-
Laser дисперсность порошка – в пределах нейшим перемешиванием «работавшего»
25…52 мкм при d50=26,9 мкм; для машин порошка со свежим. В какой пропорции
Arcam размер частиц составляет 45-100 – каждая компания решает по-своему.
мкм, для машин SLM Solutions d50=10- Однако, идентичность образцов, постро-
30 мкм и т. д. Существует определенное енных на одной машине, из одного и того
недоверие к порошкам разных произво- же порошка, но с учетом этих нюансов,
дителей. Нет никакой гарантии того, что, также не гарантирована.
купив материал у одного производителя Общим требованием к порошкам
и дополнительное количество у другого, для AM-машин является сферическая
вы получите изделия одинакового каче- форма частиц. Это связано, во-первых, с
ства. Всё это диктует необходимость со- тем, что такие частицы более компактно
вершенствования методов по стандар- укладываются в определенный объем. И,
тизации материалов для AM-технологий. во-вторых, необходимо обеспечить «те-
Здесь тоже необходима большая иссле- кучесть» порошковой композиции в си-
довательская работа, поскольку совре- стемах подачи материала с минимальным
менные методы, применяемые для оцен- сопротивлением, что как раз достигается

Станочный парк 23