Bestes In718-Pulver für den 3D-Druck

IN718-Pulver ist ein Superlegierungspulver auf Nickelbasis, das häufig in additiven Fertigungsverfahren wie der Pulverbettschmelzung und der direkten Energieabscheidung eingesetzt wird. Es besteht hauptsächlich aus Nickel mit Zusätzen von Chrom, Eisen, Niob, Molybdän und anderen Elementen. Die Kombination dieser Elemente verleiht den endgültigen gedruckten Teilen außergewöhnliche mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit.

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Übersicht über IN718-Pulver

IN718 ist ein ausscheidungshärtbares Superlegierungspulver auf Nickelbasis, das aufgrund seiner guten Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Verarbeitbarkeit häufig für die additive Fertigung verwendet wird. Dieser Artikel enthält eine detaillierte Anleitung zum IN718-Pulver.

Zu den wichtigsten behandelten Aspekten gehören Zusammensetzung, Eigenschaften, AM-Druckparameter, Anwendungen, Spezifikationen, Lieferanten, Handhabung, Inspektionsmethoden, Vergleiche mit Alternativen, Vor- und Nachteile sowie häufig gestellte Fragen. Mithilfe von Tabellen werden quantitative Daten in einem leicht verständlichen Format dargestellt.

Zusammensetzung des IN718-Pulvers

Die Zusammensetzung von IN718 ist:

Element Gewicht % Zweck
Nickel 50 – 55 Hauptelement der Matrix
Chrom 17 – 21 Oxidationsbeständigkeit
Eisen Gleichgewicht Fester Lösungsverstärker
Niob 4,75 – 5,5 Ausscheidungshärtung
Molybdän 2,8 – 3,3 Festlösungsverstärkung
Titan 0,65 – 1,15 Hartmetallbildner
Aluminium 0,2 – 0,8 Ausscheidungshärtung
Kohlenstoff 0,08 max Hartmetallbildner

Außerdem werden Spuren von Kobalt, Bor, Kupfer und Magnesium hinzugefügt.

Eigenschaften von IN718-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von IN718 gehören:

Eigentum Beschreibung
Hohe Festigkeit Zugfestigkeit 1050 – 1350 MPa
Phasenstabilität Behält seine Eigenschaften auch nach längerem Gebrauch bis zu 700 °C
Korrosionsbeständigkeit Beständig gegen wässrige Korrosion und Oxidation
Schweißbarkeit Hervorragende Schweißbarkeit mit passendem Zusatzwerkstoff
Herstellbarkeit Leicht zu formen und zu bearbeiten
Kriechfestigkeit Hohe Spannungsbruchfestigkeit bei hohen Temperaturen

Aufgrund seiner Eigenschaften eignet sich IN718 für die anspruchsvollsten Anwendungen.

3D-Druckparameter für IN718-Pulver

Zu den typischen Parametern für den Druck von IN718-Pulver gehören:

Parameter Typischer Wert Zweck
Schichthöhe 20 – 50 µm Balance zwischen Geschwindigkeit und Auflösung
Laserleistung 195 – 350 W Ausreichendes Schmelzen ohne Verdunstung
Scangeschwindigkeit 700 – 1300 mm/s Dichte versus Aufbaurate
Schraffurabstand 80 – 160 μm Mechanische Eigenschaften
Stützstruktur Minimal Einfache Entfernung
Heißisostatisches Pressen 1120°C, 100 MPa, 3h Beseitigen Sie innere Hohlräume

Die Parameter hängen von Faktoren wie Baugeometrie, Temperaturmanagement und Nachbearbeitungsanforderungen ab.

Anwendungen von 3D-gedruckten IN718-Teilen

IN718-Teile von AM werden verwendet in:

Industrie Komponenten
Luft- und Raumfahrt Motorkomponenten wie Turbinenschaufeln, Scheiben
Energieerzeugung Brennkammern, Übergangskanäle
Öl und Gas Bohrlochwerkzeuge, Ventile, Pumpen
Automobil Turboladerräder, Auslassventile
Medizinisch Orthopädische Implantate, chirurgische Instrumente

Zu den Vorteilen gegenüber bearbeitetem IN718 gehören komplexe Geometrien, kürzere Lieferzeiten und Buy-to-Fly-Verhältnisse.

Spezifikationen des IN718-Pulvers für AM

IN718-Pulver muss die folgenden Spezifikationen für den 3D-Druck erfüllen:

Parameter Spezifikation
Partikelgrößenbereich 10 – 45 µm
Partikelform Sphärische Morphologie
Scheinbare Dichte Typischerweise > 4 g/cm³
Klopfdichte > 6 g/cm³
Hall-Durchflussrate > 23 Sek. für 50 g
Reinheit >99,9 %
Sauerstoffgehalt <100 ppm

Kundenspezifische Größenverteilungen und streng kontrollierte Zusammensetzung verfügbar.

Lieferanten von IN718-Pulver

Zu den prominenten Lieferanten gehören:

Anbieter Standort
Praxair USA
Carpenter-Pulverprodukte USA
Sandvik-Fischadler Vereinigtes Königreich
LPW-Technologie Vereinigtes Königreich
Erasteel Frankreich
AP&C Kanada

Die Preise liegen zwischen 50 $/kg und 150 $/kg, abhängig von Qualitätsaspekten und Bestellmengen.

Handhabung und Lagerung von IN718-Pulver

Als reaktives Material erfordert IN718-Pulver eine kontrollierte Handhabung:

  • Verschlossene Behälter in einer kühlen, trockenen, inerten Atmosphäre lagern
  • Vermeiden Sie die Einwirkung von Feuchtigkeit, Luft oder extremen Temperaturen
  • Verwenden Sie beim Transfer ordnungsgemäß geerdete Geräte
  • Vermeiden Sie Staubansammlungen und kontrollieren Sie Zündquellen
  • Lokale Absaugung empfohlen
  • Befolgen Sie die geltenden Sicherheitsrichtlinien

Durch die richtige Lagerung und Handhabung werden Veränderungen der Zusammensetzung oder Gefahren vermieden.

Inspektion und Prüfung von IN718-Pulver

IN718-Pulverchargen werden validiert mit:

Methode Getestete Parameter
Siebanalyse Partikelgrößenverteilung
REM-Bildgebung Partikelmorphologie
EDX Chemie und Zusammensetzung
XRD Phasen vorhanden
Pyknometrie Dichte
Hall-Durchflussrate Fließfähigkeit des Pulvers

Tests gemäß ASTM-Standards gewährleisten eine gleichbleibende Qualität von Charge zu Charge.

Vergleich von IN718 mit alternativen Superlegierungspulvern

IN718 schneidet im Vergleich zu anderen Legierungen wie folgt ab:

Legierung Kosten Druckbarkeit Schweißbarkeit Stärke
IN718 Niedrig Gut Exzellent Mittel
IN625 Mittel Exzellent Exzellent Niedrig
IN792 Hoch Gerecht Gut Exzellent
IN939 Sehr hoch Gut Begrenzt Exzellent

Für ausgewogene Eigenschaften bei geringeren Kosten ersetzt IN718 in vielen Anwendungen andere Ni-basierte Superlegierungen.

Vor- und Nachteile von IN718-Pulver für den 3D-Druck

Vorteile Nachteile
Nachgewiesene materielle Qualifikationen in AM Geringere Hochtemperaturfestigkeit als einige Legierungen
Hervorragende Schweiß- und Bearbeitbarkeit Anfällig für Erstarrungsrisse beim Drucken
Einfache Herstellung komplexer Formen Erfordert die Handhabung in kontrollierter Atmosphäre
Kostenvorteil gegenüber exotischen Superlegierungen Oft ist eine erhebliche Nachbearbeitung erforderlich
Leicht erhältlich bei verschiedenen Lieferanten Relativ geringe Härte nach dem Drucken

IN718 ermöglicht eine leistungsstarke additive Fertigung zu angemessenen Kosten.

Häufig gestellte Fragen zum IN718-Pulver

Q: Welcher Partikelgrößenbereich eignet sich am besten für den 3D-Druck der IN718-Legierung?

A: Ein Bereich von 15–45 Mikrometern bietet die optimale Mischung aus Fließfähigkeit, hoher Auflösung und Teilen mit hoher Dichte. Es können auch feinere Pulver unter 10 Mikrometer verwendet werden.

Q: Welche Nachbearbeitung ist normalerweise für IN718 AM-Komponenten erforderlich?

A: Heißisostatisches Pressen, Wärmebehandlung und Bearbeitung sind häufig erforderlich, um Hohlräume zu beseitigen, Eigenschaften zu optimieren und Maßgenauigkeit zu erreichen.

Q: Ist IN718 im Vergleich zu anderen Ni-Superlegierungen einfacher in 3D zu drucken?

A: Ja, die hervorragende Schweißbarkeit und die geringere Rissanfälligkeit machen IN718 zu einer der einfacher zu verarbeitenden Ni-basierten Superlegierungen durch Pulverbettschmelztechniken.

Q: Welche Branchen verwenden die IN718-Legierung für den Metall-3D-Druck?

A: Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung, Öl und Gas, Automobil und Medizin sind wichtige Anwendungsbereiche für additiv gefertigte IN718-Komponenten.

Q: Welches Material hat Eigenschaften, die IN718 für AM am nächsten kommen?

A: IN625-Legierungspulver hat eine vergleichbare Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit wie IN718, aber eine geringere Festigkeit. Bei IN792 geht die Schweißbarkeit gegen eine höhere Festigkeit verloren.

Q: Ist heißisostatisches Pressen für IN718 3D-gedruckte Teile obligatorisch?

A: HIP beseitigt innere Hohlräume und verbessert die Ermüdungsbeständigkeit. Für unkritische Anwendungen ist dies möglicherweise nicht erforderlich.

Q: Benötigt IN718 beim 3D-Druck Stützstrukturen?

A: An Überhängen und Brückenabschnitten werden minimale Stützen empfohlen, um Verformungen zu verhindern und das einfache Entfernen nach dem Drucken zu erleichtern.

Q: Welche Fehler können beim Drucken mit IN718-Pulver auftreten?

A: Mögliche Mängel sind Risse, Porosität, Verformung, unvollständige Verschmelzung und Oberflächenrauheit. Die meisten können durch optimierte Parameter verhindert werden.

Q: Welche Härte ist bei IN718 AM-Komponenten zu erwarten?

A: Die Härte nach dem Drucken beträgt typischerweise 30–35 HRC. Durch Nachbearbeitung wie Alterung kann sie für eine höhere Verschleißfestigkeit auf 40–50 HRC erhöht werden.

Q: Welche Präzision kann mit IN718-gedruckten Teilen erreicht werden?

A: Nach der Nachbearbeitung können bei IN718 gedruckten Bauteilen Maßtoleranzen und Oberflächengüten erreicht werden, die mit denen von CNC-bearbeiteten Teilen vergleichbar sind.

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