Материалы

Металлы

Для селективного лазерного плавления (SLM) доступны различные металлические порошки, позволяющие создавать высокопрочные функциональные детали с уникальными характеристиками.

Выбор материала зависит от конкретных требований к детали, таких как прочность, коррозионная стойкость, термостойкость, биосовместимость. 

TiAl6V4
TiAl6V4
Сплав титана

TiAl6V4

Этот титановый сплав по праву считается эталоном для аддитивного производства по технологии SLM благодаря сочетанию прочности и технологичности.

Это «золотой стандарт» в аддитивном производстве методом SLM. Сплав состоит из титана с добавлением 6% алюминия (для стабилизации альфа-фазы и повышения прочности) и 4% ванадия (для бета-фазы, обеспечивающей пластичность и свариваемость).

Основные особенности:

  • высочайшее отношение прочности к весу,
  • исключительная стойкость к коррозии (даже в соленой воде),
  • возможность создания сверхлегких решетчатых структур,
  • шероховатость — поверхность после печати требует постобработки (пескоструй, галтовка или ЧПУ-обработка),
  • высокая стоимость.

Области применения:

Аэрокосмическая отрасль: кронштейны, детали двигателей и элементы планера. Каждый сэкономленный килограмм веса экономит тысячи литров топлива.

Медицина и стоматология: имплантаты суставов, челюстно-лицевые пластины и зубные мосты. Благодаря технологии SLM можно создавать пористые структуры, в которые буквально «врастает» кость.

Автоспорт: детали подвески и выхлопные системы для болидов, где важна удельная прочность.

Наименование показателя Значение
Плотность ~4,43 г/см³
Предел прочности 1000–1200 МПа
Температура плавления ~1650 °C
Биосовместимость Высокая (нетоксичен, не отторгается)
Inconel 718
Inconel 718
Жаропрочный суперсплав

Inconel 718

Это никель-хромовый жаропрочный суперсплав, который сохраняет прочность при температурах, от которых плавится алюминий.

Это никель-хромовый жаропрочный суперсплав, который сохраняет прочность при температурах, от которых плавится алюминий.

Основные особенности:

  • рабочая температура до 700–800°C,
  • работоспособность при криогенных температурах до −253°C,
  • высокая стойкость к окислению и коррозии,
  • отличная свариваемость и сопротивление образованию трещин,
  • достаточно высокий удельный вес материала.

Области применения:

Реактивные двигатели: лопатки турбин, камеры сгорания и форсунки.

Ракетостроение: компоненты ракетных двигателей (например Merlin и Raptor компании SpaceX) активно изготавливаются из инконеля методом аддитивного производства.

Нефтегазовая отрасль: клапаны и инструменты для бурения на больших глубинах, где детали подвергаются воздействию сероводорода и агрессивной коррозионной среды.

Наименование показателя Значение
Плотность ~8,1 г/см³
Предел прочности 930–1110 МПа
Температура плавления ~1260–1340 °C
316L
316L
Аустенитная сталь

316L

Это коррозионностойкая аустенитная нержавеющая сталь. Материал демонстрирует высокую устойчивость и сохраняет надёжность при эксплуатации.

Это аустенитная сталь, содержащая хром (16–18%), никель (10–14%) и молибден (2–3%). Молибден является ключевым элементом, который защищает металл от точечной коррозии в агрессивных средах, например в морской воде или внутри человеческого тела.

Основные особенности:

  • отличная пластичность (деталь скорее согнётся, чем даст трещину),
  • превосходная коррозийная стойкость,
  • легко поддается механической обработке и сварке,
  • относительно невысокая стоимость,
  • средние показатели прочности,
  • тяжелее титана и алюминия,
  • не подходит для работы при сверхвысоких температурах (в отличие от инконеля).

Области применения:

Медицина: хирургические инструменты и временные имплантаты. Материал биосовместим и легко стерилизуется.

Пищевая и химическая промышленность: насосы, клапаны и теплообменники, которые постоянно контактируют с химикатами или продуктами питания.

Ювелирное дело и аксессуары: корпуса премиальных часов, кольца и пряжки. Сталь отлично полируется до зеркального блеска.

Машиностроение: прототипы и функциональные детали, где не требуются экстремальные нагрузки, но важна долговечность.

Наименование показателя Значение
Плотность ~7,99 г/см³
Предел прочности 680–760 МПа
Удлинение (пластичность) до 30–40% (очень тягучая)
Магнитные свойства Почти немагнитная
AlSi10Mg
AlSi10Mg
Алюминий

AlSi10Mg

Материал сочетает доступность, технологичность и хорошие механические характеристики, что делает его универсальным решением для широкого круга задач.

Это один из самых популярных алюминиевых сплавов, который применяется, когда необходимо быстро и экономично изготовить металлические детали методом аддитивного производства.

Основные особенности:

  • очень малый вес по сравнению с большинством других металлов,
  • отличная теплопроводность — идеально подходит для систем охлаждения,
  • один из наиболее доступных металлических порошков для 3D-печати,
  • по прочности значительно уступает титану и стали,
  • не подходит для деталей с постоянными вибрационными нагрузками,
  • на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая дополнительно защищает материал от коррозии.

Области применения:

Авто- и мотоспорт: радиаторы, корпуса коробок передач, впускные коллекторы. Незаменим там, где важен каждый грамм веса.

Теплообменники: благодаря высокой теплопроводности из алюминия можно изготавливать радиаторы со сложной внутренней геометрией.

Дроны и робототехника: рамы и кронштейны. Лёгкий корпус позволяет дрону летать дольше, а моторам — меньше перегреваться.

Прототипирование: используется для быстрого создания металлических прототипов без затрат на более дорогие материалы.

Наименование показателя Значение
Плотность ~4,43 г/см³
Предел прочности 1000–1200 МПа
Температура плавления ~1650 °C
Биосовместимость Высокая (нетоксичен, не отторгается)
CuSn10
CuSn10
Медно-оловянный сплав

CuSn10

Сплав меди с добавлением олова, сочетание прочности и долговечности. Высокая износостойкость, хорошая теплопроводность и электропроводность

Это медно-оловянный сплав (бронза), содержащий около 10% олова, что придаёт ему высокую прочность, износостойкость, хорошую электро- и теплопроводность, а также отличную обрабатываемость.

Основные особенности:

  • обеспечивает хорошие антифрикционные свойства и высокую усталостную прочность,
  • уступает стали и титану по пределу прочности и выносливости,
  • обладает хорошей теплопроводностью,
  • высокая коррозийная стойкость,
  • дорогостоящий сплав.

Области применения:

Электротехника: сложные клеммы, шины и токосъёмники.

Промышленное охлаждение: вставки в пресс-формы для литья пластика. Бронзовая деталь внутри стальной формы позволяет быстро отводить тепло от пластика, ускоряя производственный цикл.

Морское дело: подшипники скольжения, втулки и гребные винты.

Реставрация и искусство: воссоздание элементов декора и старинных механизмов.

Наименование показателя Значение
Теплопроводность Очень высокая
Электропроводность Высокая
Твёрдость по Роквеллу 105
Предел прочности 400–460 МПа
Выполненые проекты