Избор на държава/регион и език

Аморфни метали Additive Manufacturing

Новият суперматериал в Additive Manufacturing

Изключително твърди, но същевременно много еластични: аморфните метали, наричани и метално стъкло, са новият суперматериал при Additive Manufacturing на множество високотехнологични приложения. Изключителните им качества крият огромен потенциал за иновативни детайли в областта на медицинската техника, въздухоплаването и космонавтиката, роботиката и електрическата мобилност, както и в сферата, занимаваща се с начина на живот.*

Какво представляват аморфните метали?

Аморфните метали се наричат също така и метално стъкло и притежават изключително многостранни качества. Въпреки че са с много висока твърдост, те са същевременно и високоеластични. Всъщност две противоположни свойства, които са възможни поради уникалното устройство на металните стъкла. За разлика от кристалните материали, аморфните метали нямат изградена структура на решетка. Това е в резултат на много бързото охлаждане на стопения материал. По този начин частиците в метала не могат да се подредят равномерно. Резултатът: аморфно твърдо тяло без кристална решетка, в което атомите остават без определен порядък.

Какви предимства има металното стъкло?

Висока твърдост и здравина при същевременно висока еластичност: от тази уникална комбинация се получават множество предимства при производството на аморфни детайли.

Изотропно поведение

Аморфните детайли разполагат с еднакви свойства във всички пространствени посоки. Това осигурява множество предимства, като например при Additive Manufacturing, тъй като производствената камера може да бъде използвана оптимално в комбинация с центрирането на детайла.

Биологична съвместимост

3D принтираните аморфни детайли са биологично съвместими и поради това са много подходящи за различни приложения в медицинската техника. Така например аморфните импланти се приспособяват индивидуално към структурата на тялото на пациента.

Еластичност

Аморфните метали се отличават с висока граница на изтегляне, свързана с еластично удължение от почти 2%. Резултатът от това са различни предимства при производството на импланти, сензори или стави на твърди тела, тъй като еластичността се подобрява значително.

Олекотена конструкция

Чрез високата си твърдост детайлите от аморфни метали могат да бъдат произвеждани по-тънки, с по-малко материал, а оттам – и по-леки. Това е особено важно в сферата на роботиката и медицинската техника, но също така при въздухоплаването и космонавтиката, както и при електрическата мобилност.

Приложение в много студена околна среда

Аморфните метали са еластични при ниска температура, което означава, че имат отлично приложение при екстремно ниски температури и запазват свойствата си. Това предопределя използването на този клас материали в сектора на въздухоплаването и космонавтиката.

Устойчивост на износване

Аморфните метали се отличават с много висока твърдост и поради това с ниска степен на изтъркване, сравнима с керамиката. Това свойства е от важно значение преди всичко за силно натоварени компоненти в производството на инструменти и форми, както и при лайфстайл продукти, като висококачествени часовници.

Аморфни метали – 3 въпроса за новия суперматериал

Как може да се извършва 3D принтиране на аморфни метали?

TRUMPF и Heraeus AMLOY разработиха съвместно метод, който функционира с много фин фокус и изключително малък обем на топене. Топлината се отвежда бързо. По този начин се постига критично време за охлаждане от 200 келвина в секунда: от флюсовата възглавница се изгражда индивидуално оформен и аморфно втвърден имплант.

Какво означават аморфните метали за имплантите?

Тъй като металното стъкло няма кристална решетка, то има свойства, напълно различни от останалите метали. То е едновременно изключително твърдо, високоеластично и много износоустойчиво. Благодарение на това имплантите от аморфни метали могат да издържат отлично на огромните натоварвания в човешкото тяло. Към тях спадат не само удари или сблъсъци. Костите на челюстта се натоварват редовно при захапване и дъвчене; едно ребро издържа годишно на осем милиона дихателни движения.

Защо някои метални стъкла са особено подходящи за 3D принтиране на кости?

Аморфните сплави се отличават с модул на еластичност, близък до човешките кости. Това е огромно предимство за процеса на заздравяване и допустимото натоварване на преди това слабото място в човешкото тяло. Същевременно сплавите са устойчиви срещу корозия и сертифицирани като биосъвместими.

Аморфни метални сплави – 4 свойства в центъра на вниманието

Heraeus AMLOY разработи иновативни сплави, които между другото са изключително подходящи за производство на иновативни импланти. На разположение са сплави на базата на цирконий, като Amloy-ZR01 и Amloy-ZR02. Последната вече е сертифициран по ISO 10993-5 и ISO 10993-12 биосъвместим материал. Освен това титанът се използва като материал за медицински компоненти, като костни импланти или пейсмейкъри. Актуалните проучвания на медицинското приложение на титановите сплави са многообещаващи. Дали титан, или цирконий – аморфните сплави впечатляват с разнообразните си качества и поради това се предпочитат за съответните специални приложения.

Модул на еластичност

Аморфните метали са с нисък модул на еластичност (E-модул 87 GPa при Amloy-ZR01 и 89 GPa при Amloy-ZR02). Тъй като това е сравнимо с човешките кости, сплавите са много подходящи за медицински приложения.

Твърдост

Металното стъкло се отличва с много висока твърдост – до 540 HV при Amloy-ZR02. Това осигурява много добра устойчивост на износване, която доказва силните си страни например при производството на висококачествени лайфстайл часовници.

Граница на изтегляне

Аморфните метали се отличават с много висока граница на изтегляне (> 1300 MPa). Това в комбинация с по-ниската им плътност от стоманата ги прави много подходящи за приложение при олекотени конструкции.

Еластична разтегливост

Много високата еластична разтегливост (> 1,5%) на аморфните метали се грижи за това детайлите да поемат енергия в еластичната зона и да я отдават без деформации. Поради това тези сплави са особено подходящи за приложения, при които се изисква еластичност.

Бяла книга (Whitepaper)

PDF - 3 MB

Научете сега всички подробности за производството на аморфни детайли

Как адитивната технология прави възможна обработката на аморфни метали? Какви аморфни сплави и индикатори за материали има? Тези и още много други въпроси, подкрепени с технически характеристики, ще намерите в общото издание на Бяла книга на TRUMPH и Heraeus AMLOY.

Какви приложения имат аморфните метали?

От лайфстайл часовник през медицинска техника до олекотени конструкции – аморфните метали разкриват възможности за приложения в множество сектори и промишлени отрасли. Голямо предимство предлага комбинацията от 3D принтиране и метално стъкло. Научете повече!

Научете повече

Какви приложения имат аморфните метали?

От лайфстайл часовник през медицинска техника до олекотени конструкции – аморфните метали разкриват нови възможности за приложения в множество сектори и промишлени отрасли. Тъй като чрез комбинацията от Additive Manufacturing и метално стъкло се постига най-вече едно: оптимална обработка на материали и създаване на най-фини структури с гладка повърхност. Приложение, при което се изисква висока устойчивост на корозия и износване, могат да бъдат осъществявани идеално.

Медицинска техника

Аморфните метали предлагат на медицинската технология точно това, от което се нуждае: идеалните материали за производство на дълготрайни скалпели или минимално инвазивни инструменти. В бъдеще аморфните метали ще имат и важна роля за човешкото тяло – като импланти.

Имплант за става на ръката: радиусна пластина

3D принтерът произвежда персонализирани аморфни импланти, които от една страна притежават необходимата здравина, а от друга са достатъчно гъвкави, за да участват в движенията и да ги омекотяват. В допълнение на това произведените адитивно, порьозни повърхностни структури улесняват зарастването на костта. В сравнение с други материали, качеството на повърхността от 1 микрометър директно след принтиране е значително по-добро. Несъмнено предимство, ако се налага повторно премахване на импланта. (източник на снимката: Heraeus AMLOY)

Лайфстайл продукти

Висококачествените повърхности с възможност за полиране и устойчивост на надраскване придават специален отпечатък на лайфстайл продуктите. Поради това са от основно значение за висококачествената електроника за комуникации, както и за часовници и бижута.

Бридж за китара

Оптималното прехвърляне е от решаващо значение при бриджа за китара. Тъй като аморфните метали са много еластични, те пренасят силата на тона по-директно и го задържат за по-дълго време. Високата твърдост на аморфните метали разкрива нова свобода пред дизайна: така например могат да бъдат 3D принтирани индивидуални, бионични структури, които допълнително подобряват звука. (Източник на снимката: Heraeus AMLOY)

Корпуси на часовници

Шведската компания Oskar Pascal произвежда първия в целия свят корпус на часовник от метала ZR01, който е три пъти по-здрав от неръждаемата стомана. Високото качество на повърхността отговаря на изискванията на клиентите и допринася в значителна степен за емоционалната връзка между лайфстайл часовника и притежателя му. С помощта на преохлаждане (Supercooling) се получава значително по-висока защита от корозия и отлична устойчивост на счупване в сравнение с конвенционалното леене на метали. (Източник на снимката: Oskar Pascal)

Слушалки

Корпусът на слушалките тип тапи IE 600 на Sennheiser се произвежда с Additive Manufacturing от циркониева сплав и е три пъти по-твърд и устойчив на огъване. Резултатът изпълнява най-високи изисквания към естетиката и функцията: Повърхността е не само копринено-матова, но и изключително устойчива срещу корозия и драскотини. (Източник на снимката: Sennheiser)

Обща промишленост

Чрез адитивния метод е възможно превръщането на различни промишлено произведени детайли в едно цяло. По този начин не се налага отделните компоненти да бъдат произвеждани отделно и след това сглобявани един с друг.

Аморфна еластична стягаща втулка

Висок потенциал за подобряване чрез Additive Manufacturing на аморфни метали крие еластичната стягаща втулка. Тъй като аморфните сплави са с много по-висока еластичност в сравнени с конвенционалните материали, тя може да бъде обтягана значително по-добре. (Източник на снимката: Heraeus AMLOY)

С тези машини принтирате аморфно – дори и серийно

Защо Additive Manufacturing и аморфните метали работят като истински звезден отбор: Прочетете тук как системите TruPrint на TRUMPF и специално оптимизираните прахове с висока честота на Heraeus AMLOY са перфектната комбинация.

Научете повече

С тези машини принтирате аморфно – дори и серийно

Истински звезден отбор: Additive Manufacturing и аморфни метали. Или казано по друг начин: системите TruPrint на TRUMPF и специално оптимизираните прахове с висока честота на Heraeus AMLOY. Тъй като TruPrint 1000 и 2000 са особено подходящи за принтиране на аморфни метали. Малкият диаметър на лъча осигурява високо качество на повърхността. По този начин допълнителната обработка на приложенията се облекчава или съответно въобще отпада. Излишният прах може да бъде „инертно“ подготвен за нов процес, също със защитен газ. Това предпазва материала от вредни въздействия, като например от кислород, който реагира бързо с металното стъкло. С диаметър на лъча от 55 µm лазерът образува малка вана за стопилка. Топлината се отвежда бързо и се запазва критичната скорост на охлаждане от 200 келвина в секунда. По този начин металът не може да образува кристална решетка. При TruPrint 2000 два силни лазера с мощност от 300 вата дори облъчват едновременно целия строителен обем. Това позволява да се постигне висококачествено и продуктивно серийно производство на аморфни детайли. Благодарение на Condition Monitoring, Powder Bed Monitoring и Melt Pool Monitoring е възможно ранното разпознаване на грешки в процеса. Напълно завършен процес.

Попитайте експертите: Нашият специалист по материалите Кристиан Шауер обяснява

Кристиан Шауер представя групата новаторски материали „метални стъкла“ и техните специални свойства и приложения.

Бяла книга (Whitepaper)

PDF - 3 MB

Научете сега всички подробности за производството на аморфни детайли

PDF - 782 KB

Корпус за слушалки от аморфна сплав за вечността

Heraeus AMLOY и Sennheiser показват какво е общото между Additive Manufacturing, висококачествената аудиотехника и новия клас материали на аморфните сплави. Съвместният път, от първите мостри, през стандартите за качество и повторенията във връзка с валидирането, до последните достижения на финалния производствен процес в адитивното серийно производство на аморфния метален корпус IE 600.

_{Допълнителна информация за аморфните метали ще намерите на: www.heraeus-amloy.com}

Тези теми може би също Ви интересуват

Изложбена зала за адитивно производство

Изложбената зала за адитивно производство в кампуса на TRUMPF в Дитцинген предлага поглед на живо върху адитивното производство чрез лазерно стопяване върху флюсова възглавница и лазерно наваряване, както и показани браншови приложения и истории на успеха на наши клиенти – с включена консултация директно от нашите експерти.

TruPrint 1000

Бихте ли искали да генерирате по-малки серии или прототипи, използвайки Laser Metal Fusion? Тогава открийте нашата компактна машина TruPrint 1000 за 3D принтиране на метални детайли.

TruPrint 2000

Търсите ли икономична концепция на машината с изключителни резултати от принтирането? TruPrint 2000 изпълнява точно тези изисквания. С Fullfield Multilaser, състоящ се от 2 лазера x 300 W (опционално 2 x 500 W), диаметър на лъча 80 µm и кратко време за нанасяне на покритие, тя дава отлични резултати.

_{*Източник на заглавната снимка: Heraeus AMLOY}

Контакт

Продажби Additive Manufacturing

Телефон +49 7156 30334890

Имейл

Сервиз и контакти