材料

力拓公司在水雾化钢工业3D打印方面开辟了新领域

加拿大矿业和金属公司里约热内卢(Rio Tinto)采用水雾化技术开发了一种新型钢3D打印粉末。

据该公司称,人们普遍认为只有高成本的气体和等离子喷雾器才能生产适合工业3D打印的粉末。在公司研发和测试Tinto和钛(RTFT)冶金联合体在魁北克,新的钢粉末已经表明,水雾化是一种更经济的粉末生产途径,同时提供优于传统制造金属的机械性能。

RTFT目前正在开发额外的水雾化3D打印粉末,以满足其工业客户的需求。

Stéphane Leblanc,里约热内卢的Tinto的铁和钛总经理说,“这是新一代的钢铁粉末设计的3D打印在RTFT的冶金综合设施,我们有超过50年的经验,在钢铁和铁粉。”

拓的水雾化钢粉。照片通过里约热内卢Tinto。
拓的水雾化钢粉。照片通过里约热内卢Tinto。

水雾化3D打印

水雾化器使用高压水喷雾将液态金属转化为微米级的金属粉末颗粒。根据水雾化过程的参数,粉末颗粒的形状、大小和组成可能会有很大的不同,这意味着一个小小的微调就可以产生一个3D可打印的金属。

据报道,RTFT拥有北美最大的水雾化装置,这意味着该装置可以比其他等离子体雾化装置生产更多的粉末。该公司在魁北克省已经运营了约70年,以开创从钛铁矿中除去铁的工艺而闻名。

Leblanc补充道:“我们新的添加剂制造钢粉级,使用北美最大的水雾化器生产,为不断增长的3D市场带来了极具竞争力的原材料。”

虽然这可能是里约热内卢Tinto首次尝试开发自己的3D打印粉末,但该公司此前曾与金属增材制造专家合作Amaero批量生产现有的高性能aluminum-scandium合金。根据协议,里约热内卢Tinto公司将提供由低碳铝制成的合金钢坯。Amaero利用钢坯进行开发“Al Amaero热”、公司的高温3D打印粉末。

四年的酝酿

钢铁开发项目大约始于四年前,当时里约热内卢Tinto的关键矿产和技术中心与加拿大几所当地大学合作。一旦初步开发完成,里约热内卢Tinto然后与德国的合作KSB该公司是泵和阀门的领先制造商,旨在测试3D打印应用中粉末的性能。

合作伙伴已经用这种钢打印出了一套完整的部件,包括魁北克工厂的液态铁铸造系统的替换部件。打印测试用于证明材料的工业应用。更换的部件尺寸约300 × 300mm,比原来的铸造部件轻70%。虽然这种粉末可以应用于许多行业,但该公司已表示计划将远程操作备件部门作为初始目标。

里约热内卢Tinto的3D打印替换部件比原部件轻70%。照片通过里约热内卢Tinto。
里约热内卢Tinto的3D打印替换部件比原部件轻70%。照片通过里约热内卢Tinto。

随着其新的3D打印钢的发展,里约热内卢Tinto是金属添加剂制造粉末市场的最新玩家。坝塔尔合金全球工程集团供热技术品牌山特维克,最近投资于超现代的雾化设备为进一步发展自己的粉末冶金业务。与瑞典金属研究所合作SwerimKanthal将利用其价值200万欧元的设备,研究用于3D打印和热等静压应用的金属粉末。

在其他地方,金属粉末生产商PyroGenesis最近宣布其新添加剂制造NexGen粉末生产线已完成并投入使用。据报道,NexGen的粉末生产能力达到了令人印象深刻的25公斤/小时,有几家“主要的顶级”航空公司正在等待NexGen的生产线。

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特写图片显示里约热内卢Tinto的水雾化钢粉。照片通过里约热内卢Tinto。

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