Dans le monde de la fabrication additive métallique (FA) avancée, il existe d'innombrables frontières pour l'innovation. La synergie des logiciels et du matériel, et les développements indépendants réalisés dans chacun de ces domaines, sont depuis longtemps la pierre angulaire de la mission de Velo3D. Pourtant, il existe une autre voie d'innovation, moins souvent évoquée, dans la FA : les matériaux.
La FA métallique, en particulier la fusion laser sur lit de poudre (LPBF), le type de FA employé par Velo3D, travaille constamment au développement et à la qualification de nouveaux matériaux pour des applications dans tous les secteurs. LPBF est unique dans son processus de développement de matériaux car toutes les matières premières commencent sous forme de poudre.
Ce processus peut prendre des mois et des années de développement avant qu'un nouveau matériau ne soit qualifié et accepté pour une large utilisation. Velo3D s'est depuis longtemps imposé comme un innovateur dans le domaine des matériaux et construit un portefeuille solide de matériaux, chacun adapté à différentes applications.
Dans cet article, nous allons examiner deux de ces matériaux, Inconel® 718 ainsi que HAYNES® 282®, et discutez de leurs différences pour expliquer pourquoi un ingénieur pourrait choisir l'un plutôt que l'autre.
Un regard plus attentif sur l'Inconel® 718
Inconel® Le 718 est un superalliage à base de nickel historique sur lequel on s'appuie depuis des années dans diverses industries, de l'espace et de l'aérospatiale à la défense et à la pétrochimie. Connu pour sa superbe résistance à la traction, Inconel® Le 718 peut résister à une grande variation de températures allant du froid cryogénique profond jusqu'à 1290°F (980°C) selon l'application.
En raison de ses propriétés matérielles, Inconel® 718 présente un défi pour la fabrication soustractive. Ces défis en font un candidat idéal pour la FA métallique. Le système Velo3D en particulier a fait ses preuves avec Inconel® 718, permettant aux ingénieurs de réaliser des géométries complexes et d'optimiser les performances dans les pièces critiques.
Inconel® Le 718 se caractérise par sa superbe résistance à la fatigue, au fluage et à la corrosion dans des environnements extrêmes, ce qui en fait une application idéale pour les turbines à gaz et les pièces de traitement de puissance.
Examiner HAYNES® 282®
Un ajout plus récent au portefeuille de matériaux Velo3D, Amperprint® 0233 HAYNES® 282® la poudre est produite par Höganäs sous licence de Haynes International Inc. HAYNES® 282® et perpétue l'héritage d'Inconel® 718 en tant que superalliage à base de nickel mais se distingue par l'inclusion de chrome et de cobalt.
Où HAYNES® 282® prospère vraiment dans des environnements à haute température et à haute pression. En conséquence, HAYNES® 282® devient un choix émergent pour la fabrication de turbines à gaz. Au total, le matériau présente un bon équilibre entre résistance au fluage à haute température, stabilité thermique, soudabilité et fabricabilité. Ces deux dernières propriétés, la fabricabilité et la soudabilité, signifient qu'il évite en grande partie les complications auxquelles sont confrontés les autres alliages de nickel, en particulier les défis liés à la fissuration et au durcissement.
Choisir entre les deux
Comme vous pouvez le voir, Inconel® 718 et HAYNES® 282® présentent en grande partie les mêmes qualités et sont utilisés dans bon nombre des mêmes applications. La réalité est que choisir entre les deux n'est pas tant une décision selon laquelle l'une est meilleure que l'autre, mais la compréhension que les deux options peuvent réussir. Inconel® 718 est le titulaire et a longtemps été le choix de matériau éprouvé pour une large gamme d'applications AM, mais cela ne signifie pas que c'est la seule option.
Le point distinctif entre les deux matériaux réside dans leur réponse à la température. Selon Haynes, 718 est remplacé par HAYNES® 282® pour des applications à des températures supérieures à 1200°F (650°C) "en raison de la résistance supérieure de 282® alliage à ces températures ainsi que son excellente fabricabilité.
Dans certains cas, pour obtenir le même degré de stabilité à haute température, une pièce imprimée en Inconel® 718 peut nécessiter une épaisseur supplémentaire, ce qui peut augmenter le poids total de l'application. Par exemple, dans des industries telles que l'espace et l'aérospatiale où le poids d'un moteur peut affecter considérablement les performances, HAYNES® 282® pourrait être une meilleure option dans les composants critiques du moteur.
De plus, lorsqu'il est exposé à l'acide chlorhydrique, Inconel® 718 affiche un taux de corrosion plus élevé que HAYNES® 282®. Cette plus grande résistance à la dissolution peut rendre HAYNES® 282® une option préférable dans certaines applications chimiques et pétrochimiques.
Un point supplémentaire qui mérite d'être mentionné concerne les considérations de coût associées à chaque poudre, traitement thermique et usinage. HAÏNES® 282® coûte environ 20 USD de plus par kilogramme, tandis que les traitements thermiques sont pour la plupart les mêmes. Quant à l'usinage, en raison des propriétés à haute température de HAYNES® 282®, il augmente la difficulté d'usinage, ce qui peut à son tour augmenter les coûts d'usinage.
À une époque où les chaînes d'approvisionnement peuvent être menacées et où les matériaux peuvent être difficiles à trouver, Velo3D permet aux équipes de s'assurer qu'elles sont en mesure de produire les pièces essentielles dont elles ont besoin en créant un portefeuille diversifié de matériaux capables d'obtenir des résultats de haute performance.
Au final, la question n'est pas simplement : Inconel® 718 ou HAYNES® 282®? Les deux matériaux peuvent réussir dans un éventail d'applications. Comprendre les paramètres de l'application et les matériaux disponibles peut aider les équipes d'ingénierie à prendre les bonnes décisions en matière de matériaux et à optimiser les performances.
La valeur d'avoir des options signifie trouver le matériau qui convient le mieux à votre application spécifique et savoir que vous avez un partenaire dans Velo3D sur un parcours permanent d'innovation pour développer de nouveaux matériaux pour pousser les industries plus loin dans leur propre innovation. Notre équipe d'experts est là pour vous guider dans ces décisions clés afin d'assurer le succès de ces composants critiques.
Pour plus d'informations sur le portefeuille diversifié de matériaux de Velo3D, entrer en contact avec un membre de notre équipe dès aujourd’hui.
