Nel mondo della produzione avanzata di additivi metallici (AM), ci sono innumerevoli frontiere per l'innovazione. La sinergia di software e hardware e gli sviluppi indipendenti realizzati in ciascuno di questi campi sono stati a lungo una pietra angolare della missione di Velo3D. Eppure c'è un'altra via per l'innovazione nell'AM, di cui si parla meno frequentemente: i materiali.
Metal AM, in particolare la fusione laser a letto di polvere (LPBF), il tipo di AM impiegato da Velo3D, lavora costantemente allo sviluppo e alla qualificazione di nuovi materiali per applicazioni in tutti i settori. LPBF è unico nel suo processo di sviluppo dei materiali perché tutte le materie prime iniziano come polvere.
Questo processo può richiedere mesi e anni di sviluppo prima che un nuovo materiale sia qualificato e accettato per un ampio utilizzo. Velo3D si è da tempo affermato come innovatore nello spazio dei materiali e sta costruendo un robusto portafoglio di materiali, ciascuno adatto a diverse applicazioni.
In questo articolo, esamineremo due di questi materiali, Inconel® 718 ed HAYNES® 282®e discutere le loro differenze per spiegare perché un ingegnere potrebbe scegliere l'uno rispetto all'altro.
Uno sguardo più da vicino a Inconel® 718
Inconel® 718 è una superlega a base di nichel in uso su cui si è fatto affidamento per anni in vari settori, dallo spazio e aerospaziale alla difesa e al petrolchimico. Conosciuto per la sua superba resistenza alla trazione, Inconel® 718 può resistere a un'ampia variazione di temperature, dal freddo criogenico profondo fino a 1290 °C (980 °F) a seconda dell'applicazione.
Grazie alle sue proprietà del materiale, Inconel® 718 rappresenta una sfida per la produzione sottrattiva. Queste sfide lo rendono un candidato ideale per l'AM in metallo. Il sistema Velo3D in particolare ha una comprovata esperienza con Inconel® 718, consentendo agli ingegneri di ottenere geometrie complesse e ottimizzare le prestazioni in parti critiche.
Inconel® 718 è caratterizzato dalla sua superba resistenza alla fatica, allo scorrimento e alla corrosione in ambienti estremi, che lo rende un'applicazione ideale per turbine a gas e parti di elaborazione dell'energia.
Esaminando HAYNES® 282®
Un'aggiunta più recente al portafoglio di materiali Velo3D, Impronta digitale® 0233 HAYNES® 282® la polvere è prodotta da Höganäs su licenza di Haynes International Inc. HAYNES® 282® e continua l'eredità di Inconel® 718 come superlega a base di nichel ma si distingue per l'inclusione di cromo e cobalto.
Dove HAYNES® 282® prospera davvero è in ambienti ad alta temperatura e ad alta pressione. Di conseguenza, HAYNES® 282® sta diventando una scelta emergente per la produzione di turbine a gas. Tutto sommato, il materiale mostra un buon equilibrio tra resistenza allo scorrimento alle alte temperature, stabilità termica, saldabilità e lavorabilità. Queste ultime due proprietà, fabbricabilità e saldabilità, significano che evita in gran parte le complicazioni che altre leghe di nichel devono affrontare, in particolare le sfide legate alla fessurazione e all'indurimento.
Scegliere tra i due
Come puoi vedere, Inconel® 718 e HAYNES® 282® presentano in gran parte molte delle stesse qualità e sono utilizzati in molte delle stesse applicazioni. La realtà è che scegliere tra i due non è tanto una decisione se uno è migliore dell'altro, ma capire che entrambe le opzioni possono avere successo. Inconel® 718 è l'incumbent ed è stato a lungo la scelta del materiale collaudata per un'ampia gamma di applicazioni AM, ma ciò non significa che sia l'unica opzione.
Il punto di distinzione tra i due materiali sta nella loro risposta alla temperatura. Secondo Haynes, 718 verrà sostituito con HAYNES® 282® per applicazioni a temperature superiori a 1200°F (650°C) “grazie alla resistenza superiore di 282® lega a quelle temperature così come la sua eccellente lavorabilità.”
In alcuni casi, per ottenere lo stesso grado di stabilità alle alte temperature, una parte stampata utilizzando Inconel® 718 può richiedere uno spessore aggiuntivo, che può aumentare il peso complessivo di un'applicazione. Ad esempio, in settori come quello spaziale e aerospaziale in cui il peso di un motore può influire drasticamente sulle prestazioni, HAYNES® 282® potrebbe essere un'opzione migliore nei componenti critici del motore.
Inoltre, se esposto all'acido cloridrico, Inconel® 718 mostra un tasso di corrosione più elevato rispetto a HAYNES® 282®. Questa maggiore resistenza alla dissoluzione può rendere HAYNES® 282® un'opzione preferibile in alcune applicazioni chimiche e petrolchimiche.
Un ulteriore punto degno di nota sono le considerazioni sui costi associate a ciascuna polvere, trattamento termico e lavorazione. HAYNES® 282® è di circa $ 20 USD in più per chilogrammo, mentre i trattamenti termici sono per lo più gli stessi. Per quanto riguarda la lavorazione, a causa delle proprietà ad alta temperatura di HAYNES® 282®, aumenta la difficoltà di lavorazione, che a sua volta può aumentare i costi di lavorazione.
In un'era in cui le catene di approvvigionamento possono essere minacciate e i materiali possono essere difficili da reperire, Velo3D consente ai team di assicurarsi di essere in grado di produrre le parti fondamentali di cui hanno bisogno costruendo un portafoglio diversificato di materiali in grado di ottenere risultati ad alte prestazioni.
Alla fine, la domanda non è semplicemente: Inconel® 718 o HAYNES® 282®? Entrambi i materiali possono avere successo in una vasta gamma di applicazioni. Comprendere i parametri dell'applicazione e quali materiali sono disponibili può aiutare i team di ingegneri a prendere le giuste decisioni sui materiali e massimizzare le prestazioni.
Il valore di avere opzioni significa trovare il materiale che funziona meglio per la tua applicazione specifica e sapere di avere un partner in Velo3D in un viaggio permanente di innovazione per sviluppare nuovi materiali per spingere ulteriormente le industrie nella loro stessa innovazione. Il nostro team di esperti è qui per aiutare a guidare quelle decisioni chiave per garantire il successo di questi componenti critici.
Per ulteriori informazioni sul variegato portafoglio di materiali di Velo3D, mettiti in contatto con un membro del nostro team oggi.
