开发3D打印耐腐蚀合金!3D Systems与Huntington Ingalls合作

2021-03-23 14:15:58 1点赞 1收藏 0评论

导读:随着各个领域对于金属3D打印技术需求的增加,制造能够耐腐蚀的3D打印零部件逐渐成了增材制造的研究重点。

南极熊获悉,3D Systems于2021年3月18日宣布与Huntington Ingalls Industries的Newport News造船部门合作开发铜镍(CuNi)和镍铜(NiCu)合金粉熔融增材制造计划。CuNi和NiCu都是耐腐蚀材料,非常适合海洋应用。新材料有望使纽波特纽斯造船厂利用增材制造技术代替传统零件加工,预计缩短75%的交货时间,从而提高供应链效率。这项计划能够极大程度上扩展增材制造技术在海事领域的应用。

开发3D打印耐腐蚀合金!3D Systems与Huntington Ingalls合作△Newport News造船部门

利用3D打印技术开发零件既具有成本效益,又能缩短交货时间。因此,越来越多领域的制造商开始使用AM代替传统的铸造方法。然而,在许多应用中的主要障碍是可用材料有限。这项合作将使海事零件生产向前迈出一大步。众所周知,CuNi和NiCu在各种温度下均具有较高的强度和韧性,可用于许多领域。但是,使用传统铸造方法的交货时间非常长,有时甚至超过12个月,因而促成了3D Systems和Newport News Shipbuilding的合作。本次合作中,双方将致力于选择合金成分、设计工艺参数实验,并对包括拉伸和其他材料测试在内的零件进行鉴定。借助这些新材料,纽波特纽斯造船厂将能够使用金属增材制造技术来生产铸件以及阀门、壳体和支架的替代零件。通过成功展示这些材料的使用,3DSystems期望将这些材料添加到公司的材料组合中,为更多领域解决金属腐蚀性问题,例如油气生产和精炼以及公用能源生产。

开发3D打印耐腐蚀合金!3D Systems与Huntington Ingalls合作△铜镍合金和镍铜合金广泛用于海事应用(图片来源:CopperDevelopment Association Inc.)

据南极熊了解,3D Systems数十年来一直为美国海军提供增材制造专业知识,相关技术被用于从飞机零件到潜水部件的所有领域。2018年,3D Systems与Newport News Shipbuilding签署了一项联合开发协议, 使金属增材制造技术具备建造海军战舰的资格。当时,3D Systems的ProX DMP 320(DMP Flex 350的前身)被使用来制造舰船。3D打印技术提供了一种经济、高效、快捷的方法来替换损坏的零件,并且能够提高高精度零件的生产速度,同时减少浪费、降低成本。

开发3D打印耐腐蚀合金!3D Systems与Huntington Ingalls合作△3D Systems ProX DMP 320

铜镍合金和镍铜合金

高温下,金属镍和铜可以任何比例的形式互溶,并在冷却之后形成固溶体。简单来说,熔融之后“铜多镍少”的被称为铜镍,反之则称为镍铜。固溶体中镍含量越高,合金颜色就越白,然而只要镍含量不超过70%,肉眼通常都会看到铜的黄色。

开发3D打印耐腐蚀合金!3D Systems与Huntington Ingalls合作△铜镍合金

常见的铜镍合金又俗称白铜,相比较纯铜而言,铜镍合金能显著提高金属强度、耐腐蚀性、硬度和导电性。而白铜的机械性能、物理性能都异常良好,延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀、富有深冲性能,被广泛使用于造船、石油化工、电器、仪表、医疗器械、日用品工艺品等领域,并还是重要的电阻及热电偶合金。白铜的缺点是主要添加元素——镍属于稀缺的战略物资,价格比较昂贵。而镍铜合金有较好的室温力学性能和高温强度、耐蚀性高耐磨性好、容易加工、无磁性,是制造行波管和其他电子管较好的结构材料。还可作为航空发动机的结构材料。

关于3D Systems

30年前,3D Systems将3D打印的创新带入了制造业。如今,作为领先的增材制造解决方案合作伙伴,3D Systems致力于为整个行业带来创新、性能和可靠性,使客户能够前所未有地创建产品和业务模型。得益于独特的硬件、软件、材料和服务产品,3DSystems可满足医疗保健和工业市场中的各种高级应用,例如医疗和牙科、航空航天与国防、汽车和耐用品。

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