Tipos de materiais metálicos refratários de alta temperatura em formação a laser

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Tipos de materiais de metal refratário de alta temperatura em formação a laser

Materiais de metal refratário com um alto ponto de fusão e propriedades especiais foram desenvolvidas como materiais de alta tecnologia. Devido ao alto ponto de fusão e resistência a altas temperaturas, o processo de fundição desses materiais é muito difícil, e a maioria das ligas refratárias são fabricadas por metalurgia do pó .

Materiais Refratários de Metal

Com os requisitos para formar estruturas complexas de materiais refratários, reduzindo custos e melhorando a eficiência, os processos tradicionais de metalurgia do pó também mostraram suas deficiências:moldes de ferramentas caros, processos complexos e difíceis para formar partes sólidas tridimensionais complexas. Nesse caso, o uso de manufatura aditiva para obter a conformação de metal refratário tornou-se um meio eficaz.

Entre os materiais comumente usados ​​para fabricação de aditivos de metal, o ponto de fusão do titânio metálico é alto, atingindo 1660 ℃. O ponto de fusão de metais refratários é 1000-2000 graus superior ao do titânio. Mesmo se a moldagem a laser for usada, existem certas dificuldades. Com a atualização do equipamento de conformação a laser, o avanço da tecnologia de pulverização e o aumento contínuo na demanda por materiais, a conformação a laser de metais refratários foi realizada gradualmente e, até agora, grande progresso foi feito.

Ligas de tungstênio e tungstênio

Tungstênio tem um ponto de fusão de 3400 ℃. É o material metálico com o ponto de fusão mais alto e possui resistência a altas temperaturas e resistência à fluência, bem como boa condutividade térmica, condutividade elétrica e propriedades de emissão de elétrons.

Tungstênio e ligas de tungstênio são amplamente utilizados nas indústrias de fonte de luz elétrica e eletrônica, bem como nos setores aeroespacial, fundição e de armas para a fabricação de bicos de foguetes, moldes de fundição sob pressão, núcleos de conchas perfurantes de braço, contatos, elementos de aquecimento e escudos térmicos .

Ligas de tungstênio

A impressão 3D o processo para materiais de tungstênio é principalmente SLM. Em 2014, a Philips desenvolveu um processo SLM de tungstênio puro usando máquinas de metal EOS e o aplicou à fabricação de componentes de alta precisão em equipamentos de fluoroscopia de raios-X (como CT / PET / SPECT).

Além disso, a GE desenvolveu um processo de moldagem de material de tungstênio usando a tecnologia de fusão de feixe de elétrons e aplicou-o a filtros de scanner de raios-X e TC. O Instituto Central de Pesquisa de Ferro e Aço usou equipamento EOS para realizar pesquisas sobre o processo de formação de pó de tungstênio puro nos últimos anos. A impressão 3D é um método eficaz para o acabamento de materiais difíceis de usinar, como o tungstênio.

Liga à base de Nióbio

As ligas de nióbio têm boa resistência à corrosão do sangue e podem ser usadas para fazer stents vasculares. Ao mesmo tempo, devido à sua pequena gravidade específica, alta resistência, boa tenacidade, fácil soldagem, etc., eles também são materiais importantes para a fabricação de peças de alta temperatura para a indústria aeroespacial. O ponto de fusão do nióbio puro é 2.470 ℃, mas o autor não encontrou relatórios relevantes para o desenvolvimento do processo de impressão 3D para o nióbio puro.

Em 2014, o fornecedor de componentes espaciais dos EUA Metal Technology (MTI) anunciou o desenvolvimento bem-sucedido de um processo de impressão 3D de liga à base de nióbio chamado C-103 usando a impressora ProX 300 da 3D Systems. Este material tem um ponto de fusão de 2350 ° C. Possui excelente resistência ao calor, leveza, boa confiabilidade e capacidade de suportar fortes vibrações e baixas temperaturas, amplamente utilizado na indústria aeroespacial.

A liga à base de nióbio C-103 foi usada pela primeira vez no módulo de comando Apollo da NASA. A MTI desenvolveu um processo de impressão 3D para esse material, o que abriu as portas para a obtenção de pedidos de peças espaciais de clientes como Lockheed Martin, Moog e NASA.

Tântalo

O tântalo poroso, também conhecido como metal trabecular, tem sido usado com segurança na área médica por muitos anos. Não interage com as películas do eletrodo do marcapasso e não transmite raios-X, que podem ser usados ​​para reparo do crânio. Nos últimos anos, hastes de tântalo têm sido usados ​​como primeiros tratamentos para implantes mieloides e de joelho totais, implantes de articulação espinhal e osteonecrose.

Metal de tântalo

O tântalo é um metal refratário com um ponto de fusão de até 2996 ℃. Seu processo de impressão 3D é difícil e tem altos requisitos para desempenho de pó, parâmetros de fusão a laser, estabilidade do equipamento, qualidade do revestimento em pó e precisão de impressão.

Em 2016, a empresa britânica Metalysis desenvolveu pós esféricos de tântalo metálico e realizou impressão 3D e pesquisas médicas, que comprovaram a eficácia dos pós de tântalo em SLM fabricação de implantes médicos.

Molibdênio

O molibdênio tem excelentes propriedades físicas, químicas e mecânicas e é frequentemente usado como material para processamento de vidro, aeroespacial e componentes eletrônicos de alto desempenho. Em comparação com outros metais refratários, a densidade do molibdênio é bem menor, o que indica que a resistência específica do molibdênio é maior, o que traz resultados práticos para aplicações que requerem redução de peso.

Em 2018, o Oak Ridge National Laboratory (ORNL) usou com sucesso o sistema de fusão a laser Renishaw para obter a moldagem do radioisótopo molibdênio-99 (Mo-99). Como o isótopo radiográfico mais comumente usado na medicina moderna, o Mo-99 impresso em 3D tornou-se um passo importante na produção comercial de materiais de cuidados médicos nos Estados Unidos. Ao mesmo tempo, é também a primeira vez que a impressão 3D forma materiais radioativos.

Se um material de metal pode ser derretido a laser ou não, não pode ser determinado apenas pelo seu ponto de fusão, mas também tem uma relação importante com a composição e as propriedades do material.

Conclusão

Obrigado por ler nosso artigo e esperamos que ele possa ajudá-lo a entender melhor os tipos de materiais metálicos refratários de alta temperatura na formação a laser . Se você quiser saber mais sobre materiais de metal refratário , recomendamos que você visite Metais refratários avançados (ARM) para obter mais informações.

Com sede em Lake Forest, Califórnia, Advanced Refractory Metals (ARM) é um fabricante e fornecedor líder de metais refratários em todo o mundo. Somos especializados em fornecer metal refratário de alta qualidade produtos como tungstênio, molibdênio, tântalo, rênio, titânio e zircônio para os clientes.