3D打印铬镍铁合金
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每周五我们都会发布一段新的视频——每一段都会给你更深入的了解洞察力如何设计更好的零件。我们将涵盖特定主题，例如选择合适的3D打印材料，优化CNC加工设计，模压零件的表面处理等等。
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洞察:3D打印铬镍铁合金
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大家好，今天是周五，又到了洞察号视频的时间了。
今天，我要给大家介绍的是超高强度的因科耐尔718，以及3D打印技术如何真正打开了这种材料的使用方式。
但首先，为什么它被称为高温合金?很简单，它可以在其他金属难以适应甚至根本无法适应的极端环境中生存。铬镍铁合金可在600℃以上的场合永久使用oC保持其高强度和韧性加上耐腐蚀性。它也很轻。在这种环境下，铝和钢会发生蠕变，铜则会直接融化。
它在极低温和低温环境中也同样出色，在低温环境中，它有助于防止零件变脆，同时再次保持其韧性。
这种镍铬混合物确实是金属合金界的超人。
你不会感到惊讶的是，它被广泛应用于航空航天领域，它可以占到涡轮喷气发动机重量的50%。它是压气机和盘的高压段的盘、叶片和机匣的主要部件，加上涡轮发动机的部分叶片。
事实上，如果没有像铬镍铁合金这样的高温合金，航空航天可能不会发展到今天的程度。
这种高温合金不仅适用于航空航天工业，在重工业的极端环境中，它也是一种常见的材料。
第一次生产是在20世纪40年代，如果你快进到今天，我们有从早期高温合金发展而来的材料。今天，英科乃尔718是世界上最主要的高温合金。它的强度来自于它能在高达704度的温度下形成一层厚而稳定的钝化氧化层0C保护材料免受冲击，并保持其良好的拉伸、疲劳、蠕变和断裂强度。
多么神奇的材料啊。
不幸的是，它是如此神奇，没有多少可以触摸它-所以它是极其困难的加工需要昂贵的工具，达到非常高的温度在加工刀片的边缘。再加上铬镍铁合金的磨蚀性，导致刀具的高磨损率、切屑、缺口和切削刃断裂。
其他传统的制造方法，当应用于Inconel 718往往最终牺牲了你想要的性能，以获得所需的形状。
现在，由于使用直接金属激光烧结(DMLS)的3D打印技术的进步，没有必要妥协。这也意味着使用这种增材制造技术，即使用激光将金属粉末熔化到下一层，在彼此的顶部建立一系列非常精细的层，你甚至可以设计最复杂和复杂的设计-例如，也许是为了减轻重量。
该工艺保留了Inconel 718的机械性能，并且通过定向凝固，它可以帮助超越材料的铸造和锻造同类材料的机械性能。
当然，另一件事是DMLS是一个累加过程。因科乃尔718并不便宜，你不会白白地得到所有这些惊人的性能!使用DMLS将大大减少这种宝贵材料的浪费。这种接近最终轮廓的分层构建组件只产生大约5%的浪费。在航空航天业，他们会说这提高了“买飞”的比例。
当然，铬镍铁合金也有一些限制，就像超人和氪石一样。
然而，在这种情况下，我们谈论的是使用DMLS生产零件时的几何限制。现在让我们快速浏览一下。
首先，最小的壁厚为1.00毫米，最小的特征尺寸为1毫米，当你想到它时，这实际上是相当小的。
如果你需要浮雕细节，那么这些必须至少0.5mm高和宽，0.8mm的文字和图像。
对于雕刻的细节，您将看到至少0.5毫米的深度和0.6毫米的宽度，增加到至少1.00毫米的宽度的文字和图像。
此外，由于零件是在腔室中形成的，需要支撑结构，因此存在最大零件尺寸。对于我们Protolabs来说是245 × 245 × 300mm。
这些限制会因供应商的不同而不同，所以最好的办法就是和他们谈谈，找出什么是可能的，权衡一下你的选择。
所以，当你遇到困难的时候，要想掐住你的腿，可以考虑使用Inconel 718。它是许多应用的首选高温合金，现在它可以使用3D打印生产，你可以设计几乎任何你想要的东西。
好了，这周就到这里。周末愉快，下周五再见。
特别感谢娜塔莉·康斯特布尔
