Tipos de materiales metálicos refractarios de alta temperatura en conformado por láser

Tipos de materiales metálicos refractarios de alta temperatura en conformado por láser

Materiales metálicos refractarios con un alto punto de fusión y se han desarrollado propiedades especiales como materiales de alta tecnología. Debido al alto punto de fusión y la resistencia a altas temperaturas, el proceso de fundición de estos materiales es muy difícil y la mayoría de las aleaciones refractarias se fabrican mediante pulvimetalurgia .

Materiales metálicos refractarios

Con los requisitos para formar estructuras complejas de materiales refractarios, reducir costos y mejorar la eficiencia, los procesos tradicionales de pulvimetalurgia también han mostrado sus deficiencias:moldes de herramientas costosos, procesos complejos y difíciles para formar partes sólidas tridimensionales complejas. En este caso, el uso de la fabricación aditiva para lograr la conformación de metales refractarios se ha convertido en una forma eficaz.

Entre los materiales de uso común para la fabricación aditiva de metales, el punto de fusión del metal titanio es alto, alcanzando los 1660 ℃. El punto de fusión de los metales refractarios es 1000-2000 grados más alto que el del titanio. Incluso si se utiliza moldeo por láser, existen ciertas dificultades. Con la actualización de los equipos de formación por láser, el avance de la tecnología de pulverización y el aumento continuo de la demanda de materiales, la formación por láser de metales refractarios se ha llevado a cabo gradualmente y, hasta ahora, se ha logrado un gran progreso.

Tungsteno y aleaciones de tungsteno

Tungsteno tiene un punto de fusión de 3400 ℃. Es el material metálico con el punto de fusión más alto y tiene resistencia a altas temperaturas y resistencia a la fluencia, así como buena conductividad térmica, conductividad eléctrica y propiedades de emisión de electrones.

Tungsteno y aleaciones de tungsteno son ampliamente utilizados en las industrias de fuentes de luz eléctrica y electrónica, así como en los sectores aeroespacial, de fundición y de armas para la fabricación de boquillas de cohetes, moldes de fundición a presión, núcleos de proyectiles perforadores de armaduras, contactos, elementos calefactores y escudos térmicos. .

Aleaciones de tungsteno

La impresión 3D El proceso para materiales de tungsteno es principalmente SLM. En 2014, Philips desarrolló un proceso SLM de tungsteno puro utilizando máquinas de metal EOS y lo aplicó a la fabricación de componentes de alta precisión en equipos de fluoroscopia de rayos X (como CT / PET / SPECT).

Además, GE ha desarrollado un proceso de moldeo de material de tungsteno utilizando tecnología de fusión por haz de electrones y lo ha aplicado a filtros de escáner de rayos X y CT. El Instituto Central de Investigación del Hierro y el Acero utilizó equipos EOS para realizar investigaciones sobre el proceso de formación de polvo de tungsteno puro en años recientes. La impresión 3D es un método eficaz para el acabado de materiales difíciles de mecanizar como el tungsteno.

Aleación a base de niobio

Las aleaciones de niobio tienen buena resistencia a la corrosión sanguínea y pueden usarse para fabricar stents vasculares. Al mismo tiempo, por su pequeño peso específico, alta resistencia, buena tenacidad, fácil soldadura, etc., también son materiales importantes para la fabricación de piezas de alta temperatura para la industria aeroespacial. El punto de fusión del niobio puro es 2470 ℃, pero el autor no pudo encontrar informes relevantes para el desarrollo del proceso de impresión 3D para niobio puro.

En 2014, el proveedor estadounidense de componentes espaciales Metal Technology (MTI) anunció el desarrollo exitoso de un proceso de impresión 3D de aleación a base de niobio llamado C-103 utilizando la impresora ProX 300 de 3D Systems. Este material tiene un punto de fusión de 2350 ° C. Tiene una excelente resistencia al calor, peso ligero, buena confiabilidad y la capacidad de soportar fuertes vibraciones y bajas temperaturas, que es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial.

La aleación a base de niobio C-103 se utilizó por primera vez en el módulo de comando Apollo de la NASA. MTI desarrolló un proceso de impresión 3D para este material, que abrió la puerta para obtener pedidos de piezas espaciales de clientes como Lockheed Martin, Moog y NASA.

Tantalio

El tantalio poroso, también conocido como metal trabecular, se ha utilizado de forma segura en el campo médico durante muchos años. No interactúa con las láminas de electrodos del marcapasos y no transmite rayos X, que pueden usarse para la reparación del cráneo. En los últimos años, varillas de tantalio se han utilizado como tratamientos tempranos para implantes mieloides totales y de rodilla, implantes de articulaciones espinales y osteonecrosis.

Tantalio Metal

El tantalio es un metal refractario con un punto de fusión de hasta 2996 ℃. Su proceso de impresión 3D es difícil y tiene altos requisitos para el rendimiento del polvo, los parámetros de fusión del láser, la estabilidad del equipo, la calidad del recubrimiento en polvo y la precisión de la impresión.

En 2016, la empresa británica Metalysis desarrolló polvos esféricos de tantalio metálico y llevó a cabo investigaciones médicas y de impresión 3D, que demostraron la eficacia de los polvos de tantalio en la fabricación de implantes médicos SLM.

Molibdeno

El molibdeno tiene excelentes propiedades físicas, químicas y mecánicas y se utiliza a menudo como material para procesamiento de vidrio, aeroespacial y componentes electrónicos de alto rendimiento. En comparación con otros metales refractarios, la densidad del molibdeno es mucho menor, lo que indica que la resistencia específica del molibdeno es mayor, lo que brinda resultados prácticos para aplicaciones que requieren reducción de peso.

En 2018, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) utilizó con éxito el sistema de fusión por láser de Renishaw para lograr el moldeado de radioisótopos molibdeno-99 (Mo-99). Como el isótopo radiográfico más utilizado en la medicina moderna, el Mo-99 impreso en 3D se ha convertido en un paso importante en la producción comercial de materiales de atención médica en los Estados Unidos. Al mismo tiempo, también es la primera vez que la impresión 3D ha formado materiales radiactivos.

Si un material metálico se puede fundir con láser o no, no solo se puede determinar por su punto de fusión, y también tiene una relación importante con la composición y las propiedades del material.

Conclusión

Gracias por leer nuestro artículo. Esperamos que pueda ayudarlo a comprender mejor los tipos de materiales metálicos refractarios de alta temperatura en el conformado por láser . Si quieres saber más sobre materiales metálicos refractarios , le recomendamos que visite Metales refractarios avanzados (ARM) para obtener más información.

Con sede en Lake Forest, California, Advanced Refractory Metals (ARM) es un fabricante y proveedor líder de metales refractarios en todo el mundo. Nos especializamos en proporcionar metales refractarios de alta calidad. productos como tungsteno, molibdeno, tantalio, renio, titanio y circonio a los clientes.