Výběr země / regionu a jazyka
Obrázek v záhlaví amorfní kovy

3D tisk amorfních kovů

Nový supermateriál v aditivní výrobě

Extrémně pevné, ale zároveň vysoce elastické: Amorfní kovy, označované také jako kovová skla, jsou novým supermateriálem při 3D tisku mnoha high-tech aplikací. Jejich zajímavé vlastnosti skrývají obrovský potenciál pro inovativní díly v oblasti lékařství, letectví a kosmonautiky, robotiky, E-mobility nebo v oblasti lifestylu.*

Co jsou amorfní kovy?

Amorfní kovy se označují také jako kovová skla a jsou zcela výjimečným a všestranným talentem. Protože i když vykazují extrémní pevnost, jsou současně vysoce elastické. Spojení těchto dvou vlastně protikladných vlastností umožňuje jedinečný charakter kovových skel. Amorfní kovy nemají narozdíl od krystalických materiálů uspořádanou mřížkovou strukturu. Dochází k tomu vysokou rychlostí ochlazování taveniny. Tímto způsobem se zabraňuje rovnoměrnému uspořádání částic v kovu. Výsledek: Amorfní, tedy nekrystalické pevné těleso, ve kterém zůstávají atomy v téměř neuspořádaném stavu.

Jaké výhody mají kovová skla?

Vysokou tvrdost a pevnost při současně vysoké elasticitě: Z této jedinečné kombinace vyplývá nespočet výhod při výrobě amorfních dílů.

Izotropní chování

Amorfní díly mají ve všech prostorových směrech stejné vlastnosti materiálu. Z toho vyplývá mnoho výhod například v aditivní výrobě, protože lze optimálně využít výrobní prostor ve spojení s orientací dílu.
 

Biologická kompatibilita

Amorfní díly vyráběné 3D tiskem jsou biologicky kompatibilní a proto jsou předurčeny pro mnoho lékařských aplikací. Například je možné amorfní implantáty  individuálně přizpůsobit tělesné konstituci pacienta.

Elasticita

Amorfní kovy vykazují vysokou mez kluzu, spojenou s elastickou roztažností téměř 2 %. Z toho vyplývá mnoho výhod při výrobě implantátů, senzorů nebo pevných uložení, protože se výrazně zlepšuje pružení.

Lehká konstrukce

Díky vysoké pevnosti mohou být díly z amorfních kovů tenčí, z menšího množství materiálu a tím lehčí. Velmi důležité je to v oblasti robotiky nebo lékařské techniky, ale i v letectví a kosmonautice nebo v oblasti e-mobility.

Použití ve velmi chladných prostředích

Amorfní kovy jsou houževnaté při velmi nízkých teplotách, tzn., že se mohou výborně používat při extrémně nízkých teplotách a zachovají si své vlastnosti. Proto je tato třída materiálů předurčená pro letectví a kosmonautiku.

Odolnost proti opotřebení

Amorfní kovy vykazují velmi vysokou tvrdost a tím u nich dochází k malému otěru, který je srovnatelný s keramikou. Tato vlastnost je velmi důležitá především pro intenzivně namáhané komponenty v nástrojařství a konstrukci forem a u lifestylových produktů, jako jsou exkluzivní hodinky.

Amorfní kovy – 3 otázky k novému supermateriálu

Jak je možné zpracovávat amorfní kovy 3D tiskem?

Společnosti TRUMPF a Heraeus AMLOY vyvinuly společně metodu, která funguje s velmi přesným ohniskem a extrémně malým objemem taveniny. Teplo se rychle odvádí. Tím se dosahuje kritické doby ochlazování 200 stupňů Kelvina za sekundu: Z práškového lože roste individuálně přizpůsobený a amorfně tuhnoucí implantát.

Co přinášejí amorfní kovy pro implantáty?

Kovová skla nemají krystalickou mřížku, chovají se zcela jinak než jiné kovy. Jsou současně extrémně pevné, vysoce elastické a otěruvzdorné. Tím mohou implantáty z amorfních kovů výborně odolávat enormnímu namáhání v lidském těle. Patří sem nejen údery nebo nárazy. Čelistní kost je při kousání a žvýkání pravidelně dlouhodobě namáhána; žeberní oblouk vydrží přibližně osm milionů dechových pohybů ročně.

Proč se kovová skla výborně hodí k 3D tisku kostí?

Amorfní slitiny mají modul pružnosti podobný jako lidské kosti. To je ohromná výhoda pro proces uzdravování a zatížitelnost dříve oslabeného místa v těle. Současně jsou slitiny odolné vůči korozi a certifikované jako biokompatibilní.

Amorfní kovové slitiny – zaměřeno na 4 vlastnosti

Společnost Heraeus AMLOY vyvinula inovativní slitiny, které se mimo jiné výborně hodí k výrobě inovativních implantátů. K dispozici jsou již slitiny na bázi zirkonia, jako Amloy-ZR01 a Amloy-ZR02. Poslední jmenovaná slitina je biokompatibilní materiál, který je již certifikovaný podle ISO 10993-5 a ISO 10993-12. Kromě toho je materiálem používaným pro medicínské komponenty, jako jsou kostní implantáty nebo kardiostimulátory titan. Aktuální výzkumy titanových slitin pro použití v lékařské technice jsou velmi slibné. Ať titan nebo zirkonium – amorfní slitiny se vyznačují odlišnými vlastnostmi a jsou proto velmi výhodné pro specifické aplikace.

Modul pružnosti

Amorfní kovy mají nízký modul pružnosti (modul E 87 GPa u Amloy-ZR01 a 89 GPa u Amloy-ZR02). Protože je velmi podobný s lidskými kostmi, hodí se slitiny velmi dobré pro lékařské aplikace.

Tvrdost

Kovová skla se vyznačují velmi vysokou tvrdostí až 540 HV u Amloy-ZR02. S tím je spojena velmi dobrá odolnost proti opotřebení, která je velmi výhodná například při výrobě exkluzivních lifestylových hodinek.

Mez kluzu

Amorfní kovy mají velmi vysokou mez kluzu (> 1 300 MPa). Proto jsou v kombinaci s hustotou nižší než ocel předurčeny k použití v lehkých konstrukcích.

Elastická roztažnost

Velmi vysoká elastická roztažnost (> 1,5 %) amorfních kovů zajišťuje, že díly přijímají v elastické oblasti velké množství energie a bez deformace ji zase odevzdávají. Proto se tyto slitiny výborně hodí pro elasticky namáhané aplikace.

Whitepaper

PDF - 3 MB
Zjistit nyní všechny podrobnosti o výrobě amorfních dílů
Jak umožňuje aditivní technologie zpracování amorfních kovů? Jaké amorfní slitiny a materiálové charakteristiky existují? Odpovědi na tyto a mnoho dalších otázek – podložené technickými údaji – naleznete ve společném whitepaperu společností TRUMPF a Heraeus AMLOY.
Jaká použití amorfních kovů existují?

Od lifestylových hodinek přes lékařskou techniku až po lehké konstrukce: Amorfní kovy otvírají nové možnosti využití v mnoha oborech a průmyslových odvětvích. Největší výhoda vyplývá z kombinace 3D tisku a kovových skel. Objevte ji!

Další podrobnosti

Jaká použití amorfních kovů existují?

Od lifestylových hodinek přes lékařskou techniku až po lehké konstrukce: Amorfní kovy otvírají nové možnosti využití v mnoha oborech a průmyslových odvětvích. Protože díky kombinaci 3D tisku a kovových skel je možné především jedno: Optimální zpracovávání materiálu a přitom vytváření nejjemnějších struktur s hladkými povrchy. Je možné ideálně realizovat aplikace, které vyžadují velmi vysokou odolnost proti korozi a opotřebení. 

Lékařská technika

S amorfními kovy dostává lékařská technika přesně to, co hledá: Perfektní materiály pro výrobu skalpelů s dlouhou životností nebo minimálně invazivních nástrojů. Ale i v lidském těle budou hrát v budoucnu amorfní kovy důležitou roli – jako implantáty.

Lifestylové produkty

Lifestylovým produktům dodají „šmrnc“ až leštitelné povrchy vysoké kvality a odolnost proti poškrábání. Amorfní kovy jsou proto velmi důležité pro exkluzivní zábavní elektroniku, hodinky a šperky.

Průmysl obecně

Aditivní metodou lze vyrábět mnoho průmyslově vyráběných dílů „jako jeden celek“. Jednotlivé komponenty se tak nemusí vyrábět samostatně a následně sestavovat.

S těmito stroji tisknete amorfně – dokonce sériově

Proč jsou 3D tisk a amorfní kovy skutečným týmem snů: Přečtěte si zde, jak spolu systémy TruPrint od společnosti TRUMPF a vysoce čisté, speciálně optimalizované prášky od společnosti Heraeus AMLOY dokonale ladí.

Další podrobnosti

S těmito stroji tisknete amorfně – dokonce sériově

Skutečný tým snů: 3D tisk a amorfní kovy. Nebo jinak řečeno: Systémy TruPrint od společnosti TRUMPF a vysoce čisté, speciálně optimalizované prášky od společnosti Heraeus AMLOY. Protože tiskárny TruPrint 1000 a 2000 se velmi dobře hodí k tisku amorfních kovů. Malé průměry paprsku umožňují nejvyšší kvalitu povrchu. Tím se usnadňují dokončovací úpravy v aplikacích, příp. nejsou vůbec potřeba. Přebytečný prášek lze pro další proces LMF zpracovat „inertně“, tedy pod ochranným plynem. To chrání materiál před škodlivými vlivy jako je kyslík, který s kovovými skly rychle reaguje. S průměrem paprsku 55 µm vytváří laser malou tavnou lázeň. Teplo se rychle odvádí a dodržuje se kritická rychlost ochlazování 200 stupňů Kelvina za sekundu. Kov tak nemůže krystalizovat. V tiskárně TruPrint 2000 osvětlují celý výrobní prostor paralelně dokonce dva lasery o výkonu 300 W. Tak lze amorfní díly vyrábět ve vysoké kvalitě a produktivně i v sériové výrobě. Díky monitorování stavu, monitorování práškového lože a Melt Pool Monitoring je možné navíc včas rozpoznat chyby v procesu. Vynikající.

Ask the Expert: Náš specialista na materiály Christian Schauer vysvětluje

Christian Schauer představuje novou skupinu materiálů – kovová skla – a jejich výjimečné vlastnosti a aplikace.

Whitepaper

PDF - 3 MB
Zjistit nyní všechny podrobnosti o výrobě amorfních dílů
Jak umožňuje aditivní technologie zpracování amorfních kovů? Jaké amorfní slitiny a materiálové charakteristiky existují? Odpovědi na tyto a mnoho dalších otázek – podložené technickými údaji – naleznete ve společném whitepaperu společností TRUMPF a Heraeus AMLOY.
PDF - 782 KB
Pouzdro na sluchátka z amorfní slitiny pro věčnost
Heraeus AMLOY a Sennheiser ukazují, co má společného 3D tisk, vysoce výkonná audiotechnika a nová třída materiálu amorfní slitina. Společná cesta od prvních vzorků přes standardy kvality a validační iterace až po finální výrobní proces state-of-the-art v aditivní sériové výrobě amorfního kovového pouzdra IE 600.

Další informace k amorfním kovům naleznete na: www.heraeus-amloy.com

Také by Vás mohla zajímat tato témata

Showroom aditivní výroby

Showroom aditivní výroby v kampusu společnosti TRUMPF v Ditzingenu nabízí živé vstupy do aditivní výroby prostřednictvím metody Laser Metal Fusion a laserového práškového navařování, jakož i názorné oborové aplikace a úspěšné příběhy našich zákazníků – včetně přímého poradenství našich expertů.

TruPrint 1000
TruPrint 1000

Chtěli byste vyrábět menší série nebo prototypy pomocí metody Laser Metal Fusion? Poté objevte náš kompaktní stroj TruPrint 1000 pro 3D tisk kovových dílů.

TruPrint 2000
TruPrint 2000

Hledáte hospodárnou koncepci stroje s vynikajícími výsledky tisku? TruPrint 2000 splňuje přesně tyto požadavky. S Fullfield multilaserem, sestávajícím z 2 x 300 W (volitelně 2 x 500 W) laserů, jednoho průměru paprsku 80 µm a krátké doby nanesení vrstvy, dosahuje vynikajících výsledků.

*Zdroj obrázek v záhlaví: Heraeus AMLOY

Kontakt
Odbyt Additive Manufacturing
E-mail
Servis a kontakt