DMLS材料选择

你在产品设计和开发方面的大师课

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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。

所以加入我们，不要错过。

成绩单

大家好，欢迎收看本周的Insight视频。

今天我要讲的是最酷的生产技术之一的材料选择，使用直接金属激光烧结的金属3D打印。

现在你可能会问，相同的金属或合金，如果是铸造、数控加工或3D打印，有什么区别?

好吧，这是有区别的，因为确切的材料特性不仅取决于材料，还取决于它的加工方式。

为了选择合适的材料，您需要确定部件的关键机械或物理特性，并确定关键的质量特征。当你这样做了，你可以回顾一下什么是你最好的材料和制造选择。

说到这里，让我们深入研究DMLS材料。首先是科学部分。

DMLS使用金属粉末来生产通常可与锻造金属相媲美的部件。由于粉末颗粒在一个小的、不断移动的点上快速熔化和凝固，它可能产生晶粒尺寸和边界的差异，这两者都会影响性能。

这可以根据激光参数，建造后热处理和热等静压而改变。我们对此进行了大量的研究，最终我们将能够控制晶粒结构，在一个零件上提供不同的机械性能。所以，你可以调整它来满足你的要求——但那是未来的事了。

我们现在在哪里?

我们在使用不同的生产工艺生产零件时，比较一下常用的一些材料及其性能。

我将首先定义我们将查看的常用指定属性，因为我们可以从中选择数百种。

我们从极限抗拉强度开始，也就是材料在断裂前所能承受的最大应力。

下一个是拉伸模量，也叫弹性模量。这是一种材料的硬度，模量越高，它就越硬。

材料的伸长率是指它的延展性。它的延伸率越高，你就越能把它拉长成更薄的形状。你还会遇到断裂伸长率——你已经猜到了，断裂伸长率是指在断裂之前你能拉伸的距离。

接下来是硬度。这是在洛氏指南的HRC或HRB中测量和报告的。数字越高，材料越硬。

最后一个是热变形温度，有时也叫热变形温度。这是当刚性材料被置于特定载荷下时发生变形的温度。这对于许多航空航天和汽车应用来说都是非常重要的。

好了，物理课结束了，你可以醒了。

让我们来看看好的东西，不同的材料在使用不同的制造技术生产时是如何相互比较的?

我将挑选一些常见的金属和合金来比较。

我们将从伟大的主力不锈钢开始，看看两种最常见的合金17-4 PH和316L。你会选择17-4 PH，因为它的抗拉和屈服强度比316L高得多。但如果你想要更灵活的东西，316L更好，断裂伸长率更高。

如果我们将这两种合金的机械和物理性能与它们的锻造和退火的同类进行比较，你会发现有一些微小的差异。对于某些性能，DMLS合金出现在顶部，而对于其他锻造或退火版本有更高的值。

如果我们看一看铝，如果您追求高强度重量比或导热性和导电性，那么DMLS将为您提供与压铸相比更好的终极抗拉强度，硬度和延伸率。

为了完成这个简短的材料和制造比较，让我们来看看高温合金铬镍铁合金。

这是一个有趣的例子。这种合金用于情况非常恶劣的场合。你可以使用它的组件包括在高温飞机发动机一直到低温应用。

最重要的是，你可以通过在溶液中处理和老化来改变Inconel 718的性能。在这种情况下，对其进行固溶处理和时效后，会得到较高的抗拉强度和硬度以及伸长率的降低

不管怎样，看看这些图表吧。在抗拉强度和硬度方面，溶液和时效DMLS Inconel 718部件优于变形Inconel 718。然而，如果你想要一个更高的伸长率，那么你最好使用DMLS的减压版本。

它真的是一个混合和匹配，取决于你想要什么属性。

所以，当有人问我，他们应该为金属零件选择哪种材料和工艺时，我的回答是，这要看情况。你需要仔细考虑你想让你的零件如何表现，并决定哪一两个材料特性是至关重要的。

有了这些最后的想法，现在是时候说再见了，下周五再见，我们将观看另一个洞察号视频。

特别感谢娜塔莉·康斯特布尔。