Beste IN738-poeder voor 3D-printen in 2023

Overzicht van IN738 Poeder voor 3D-printen

IN738 is een superlegeringspoeder op nikkelbasis dat veel wordt gebruikt voor de additieve productie van hoogwaardige metalen onderdelen. Het combineert uitstekende mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen met verwerkbaarheid, waardoor het een ideale keuze is voor 3D-printen van ruimtevaart- en industriële componenten.

Dit artikel biedt een uitgebreide gids voor IN738-legeringspoeder voor 3D-printtoepassingen. Het behandelt samenstelling, eigenschappen, printparameters, toepassingen, specificaties, leveranciers, hantering, inspectie, vergelijkingen, voor- en nadelen, en veelgestelde vragen over IN738-poeder. De belangrijkste informatie wordt gepresenteerd in overzichtelijke tabellen.

Samenstelling van IN738 Poeder

IN738 heeft een samenstelling van een precipitatiehardende legering die verschillende opgeloste elementen bevat:

Element	Gewicht %	Doel
Nikkel	Evenwicht	Matrixelement biedt corrosieweerstand
Chroom	15 – 17	Oxidatie weerstand
Aluminium	3.4 – 4.4	Neerslagverharding
Titanium	3.2 – 4.2	Neerslagverharding
Ijzer	Maximaal 12,5	Versterking van solide oplossingen
Kobalt	8.5 – 10	Versterking van solide oplossingen
Molybdeen	1.5 – 2.5	Kruipversterking
Tantaal	1 – 2	Neerslagverharding
Koolstof	Maximaal 0,11	Carbidevormer

Sporen van boor, zirkonium en magnesium worden ook toegevoegd om de korrelstructuur te controleren.

Eigenschappen van IN738 Poeder

IN738 vertoont de volgende belangrijke eigenschappen:

Eigendom	Beschrijving
Grote sterkte	Uitstekende trek- en kruipbreuksterkte tot 750°C
Thermische stabiliteit	Sterkte en hardheid behouden tot 700°C
Oxidatie weerstand	Vormt beschermende Cr2O3-oxideaanslag
Thermische vermoeidheidsweerstand	Bestand tegen scheuren tijdens thermische cycli
Corrosieweerstand	Hoge weerstand tegen hete corrosie en oxidatie
Verwerkbaarheid	Gemakkelijk lasbaar met bijpassend vulmateriaal

De eigenschappen maken het geschikt voor lucht- en ruimtevaartcomponenten met hete secties die worden blootgesteld aan extreme spanningen.

3D-printparameters voor IN738-poeder

Er zijn geoptimaliseerde printparameters nodig om IN738-poeder te verwerken:

Parameter	Typische waarde	Doel
Laagdikte	20-50 µm	Dunnere lagen verbeteren de resolutie
Laserkracht	180-500 W	Smelttoestand zonder verdamping
Scansnelheid	800-1600 mm/sec	Brengt dichtheid en bouwtijd in evenwicht
Hatch-afstand	50-200 µm	Dichtheid en mechanische eigenschappen
Steunstructuur	Minimaal	Gemakkelijk te verwijderen, oppervlakteafwerking
Inert gas	Argon	Voorkom oxidatie tijdens het printen

De parameterkeuze hangt af van factoren zoals bouwgeometrie, mechanische vereisten, behoeften aan oppervlakteafwerking en oriëntatie.

Toepassingen van 3D-geprinte IN738-onderdelen

Additief vervaardigde IN738-componenten dienen voor kritische toepassingen in:

Industrie	Componenten
Lucht- en ruimtevaart	Turbineschoepen, verbrandingsovens, uitlaatonderdelen
Stroomopwekking	Heetgaspadonderdelen, warmtewisselaars
Automobiel	Turbocompressorwielen, kleppen
Chemische verwerking	Pompen, kleppen, behuizingen

Voordelen ten opzichte van gegoten/gesmeed IN738 zijn onder meer complexe geometrieën, kortere doorlooptijd en buy-to-fly-ratio.

Specificaties van IN738 Poeder voor 3D-printen

IN738-poeder is in de handel verkrijgbaar en voldoet aan de samenstellings- en kwaliteitsspecificaties:

Parameter	Specificatie
Bereik deeltjesgrootte	15-45 μm typisch
Deeltjesvorm	Sferische morfologie
Schijnbare dichtheid	> 4 g/cc
Tik op dichtheid	> 6 g/cc
Debiet van de hal	> 23 sec voor 50 g
Puurheid	>99,9%
Zuurstofgehalte	<300 ppm

Voor specifieke toepassingen zijn andere maatbereiken, zuiverheden en nauwere toleranties mogelijk.

Leveranciers van IN738 Poeder

Gerenommeerde leveranciers van IN738-poeder zijn onder meer:

Leverancier	Plaats
Praxair	VS
Timmerman poederproducten	VS
Sandvik Visarend	Groot-Brittannië
Erasteel	Zweden
AMETEK	VS
LPW-technologie	Groot-Brittannië

Prijzen variëren van $90/kg tot $220/kg op basis van kwaliteit, maatverdeling en bestelhoeveelheid.

Hantering en opslag van IN738-poeder

Als reactief metaal vereist IN738-poeder een gecontroleerde behandeling:

• Bewaar afgesloten containers in een koele, droge omgeving met inert gas
• Vermijd contact met vocht, zuren en oxidatiemiddelen
• Gebruik geleidende containers en overdrachtsapparatuur
• Aardapparatuur om statische ladingen af te voeren
• Minimaliseer de vorming en ophoping van stof
• Lokale afzuigventilatie aanbevolen
• Volg de voorzorgsmaatregelen op het veiligheidsinformatieblad

Een juiste opslag en hantering voorkomt veranderingen aan eigendommen of gevaren.

Inspectie en testen van IN738-poeder

Kwaliteitstestmethoden voor IN738-poeder omvatten:

Methode	Parameters getest
Zeefanalyse	Deeltjesgrootteverdeling
Laserdiffractie	Deeltjesgrootteverdeling
SEM-beeldvorming	Deeltjesmorfologie en microstructuur
EDX/XRF	Chemie en samenstelling
XRD	Fasen aanwezig
Pyknometrie	Dikte
Debiet van de hal	Poeder vloeibaarheid

Testen volgens de toepasselijke ASTM-normen garanderen consistentie van batch tot batch.

Vergelijking van IN738 met alternatieve legeringspoeders

IN738 is te vergelijken met andere op Ni gebaseerde superlegeringen als:

Legering	Oxidatie weerstand	Kosten	Bedrukbaarheid	Lasbaarheid
IN738	Uitstekend	Medium	Uitstekend	Goed
IN718	Medium	Laag	Eerlijk	Uitstekend
Haynes 282	Uitstekend	Heel hoog	Goed	Beperkt
Inconel 625	Goed	Medium	Uitstekend	Uitstekend

Wat betreft printbaarheid en prestaties biedt IN738 de beste balans vergeleken met alternatieven zoals IN718 of Haynes 282.

Voor- en nadelen van IN738-poeder

Pluspunten	Nadelen
Uitstekende sterkte en oxidatieweerstand bij hoge temperaturen	Duurder dan IN718-legeringspoeder
Gemakkelijk lasbaar met bijpassend vulmiddel	Lagere rekbaarheid bij kamertemperatuur
Op grote schaal gevalideerd voor AM-processen	Vereist heet isostatisch persen om spanningen te verlichten
Prestaties vergelijkbaar/superieur aan gegoten IN738	Opslag en behandeling onder gecontroleerde atmosfeer nodig
Complexe geometrieën mogelijk	Beperkte kruipsterkte bij hoge temperaturen

IN738 maakt uitstekende prestaties mogelijk voor kritische onderdelen met hete delen, maar is duurder dan andere opties van Ni-superlegering.

Veelgestelde vragen over IN738 Poeder voor 3D-printen

Hier zijn enkele veelgestelde vragen over IN738-poeder:

Vraag: Welke deeltjesgrootte wordt aanbevolen voor het afdrukken van IN738?

A: 15-45 micron is het typische gebruikte maatbereik, dat een goede vloeibaarheid biedt, samen met een hoge resolutie en dichtheid. Fijnere deeltjes onder de 10 micron kunnen de dichtheid en oppervlakteafwerking verbeteren.

Vraag: Wat maakt IN738 geschikt voor 3D-printen?

A: Sleutelfactoren zijn de bedrukbaarheid, mechanische eigenschappen, lasbaarheid en eerder gebruik in conventionele processen die de validatie ondersteunen. IN738 is ontworpen voor machinale verwerking, waardoor het gemakkelijk kan worden aangepast aan additieve productie.

Vraag: Welke nabewerking is vereist voor IN738-geprinte onderdelen?

A: Nabewerkingen zoals heet isostatisch persen, warmtebehandeling en machinale bewerking zijn meestal nodig om spanningen te verlichten en de vereiste afmetingen, oppervlakteafwerking en uiteindelijke eigenschappen te bereiken.

Vraag: Zijn er ondersteunende structuren nodig voor het afdrukken van IN738?

A: Minimale ondersteunende structuren worden aanbevolen om moeilijke verwijdering van complexe oppervlakken en kanalen te voorkomen. Het bolvormige IN738-poeder vloeit goed en vereist geen uitgebreide ondersteuning.

Vraag: Wat zijn de alternatieven voor IN738-poeder voor 3D-printen?

A: De belangrijkste alternatieven zijn IN718, IN625, Hastelloy X, Haynes 282, Mar-M247 en C263. IN738 biedt echter de beste allround eigenschappen op het gebied van prestaties en maakbaarheid.

Vraag: Welke dichtheid is haalbaar met 3D-geprinte IN738-componenten?

A: Dichtheden boven 99% worden gemakkelijk bereikt voor IN738 met geoptimaliseerde 3D-printparameters. Dit komt overeen met de eigenschappen van traditioneel verwerkte smeed- of gegoten IN738-producten.

Vraag: Kunnen IN738-onderdelen worden bewerkt na 3D-printen?

A: Ja, bewerkingsprocessen zoals draaien, boren en frezen kunnen worden gebruikt voor een betere oppervlakteafwerking en nauwkeurigheid. Geschikte gereedschapsparameters zijn vereist voor het bewerken van precipitatiegehard IN738-materiaal.

Vraag: Wat is de typische oppervlakteruwheid van gedrukte IN738-onderdelen?

A: Oppervlakteruwheidswaarden (Ra) van ongeveer 8-16 micron zijn typisch, maar kunnen verder worden verbeterd door middel van machinale bewerking en andere afwerkingsprocessen.

Vraag: Heeft de IN738 heet isostatisch persen (HIP) nodig na het 3D-printen?

A: HIP helpt interne spanningen te verlichten en een dichtheid van 100% te bereiken, maar is niet verplicht. Voor niet-kritische toepassingen kan een warmtebehandeling na het proces voldoende zijn.

Vraag: Wat zijn veel voorkomende 3D-printfouten die worden waargenomen bij IN738?

A: Defecten zoals porositeit, scheuren, vervorming, onvolledige versmelting en oppervlakteruwheid kunnen voorkomen, maar worden beperkt door geoptimaliseerde parameters en procedures.