開發(fā)3D打印耐腐蝕合金！3D Systems與Huntington Ingalls Industries合作

導(dǎo)讀：隨著各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ诮饘?D打印技術(shù)需求的增加，制造能夠耐腐蝕的3D打印零部件逐漸成了增材制造的研究重點(diǎn)。

南極熊獲悉，3D Systems于2021年3月18日宣布與Huntington Ingalls Industries的Newport News造船部門合作開發(fā)銅鎳（CuNi）和鎳銅（NiCu）合金粉床熔融增材制造計(jì)劃。CuNi和NiCu都是耐腐蝕材料，非常適合海洋應(yīng)用。新材料有望使紐波特紐斯造船廠利用增材制造技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)零件加工，預(yù)計(jì)縮短75％的交貨時(shí)間，從而提高供應(yīng)鏈效率。這項(xiàng)計(jì)劃能夠極大程度上擴(kuò)展增材制造技術(shù)在海事領(lǐng)域的應(yīng)用。

△Newport News造船部門

利用3D打印技術(shù)開發(fā)零件既具有成本效益，又能縮短交貨時(shí)間。因此，越來越多領(lǐng)域的制造商開始使用AM代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄造方法。然而，在許多應(yīng)用中的主要障礙是可用材料有限。這項(xiàng)合作將使海事零件生產(chǎn)向前邁出一大步。眾所周知，CuNi和NiCu在各種溫度下均具有較高的強(qiáng)度和韌性，可用于許多領(lǐng)域。但是，使用傳統(tǒng)鑄造方法的交貨時(shí)間非常長(zhǎng)，有時(shí)甚至超過12個(gè)月，因而促成了3D Systems和Newport News Shipbuilding的合作。本次合作中，雙方將致力于選擇合金成分、設(shè)計(jì)工藝參數(shù)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)包括拉伸和其他材料測(cè)試在內(nèi)的零件進(jìn)行鑒定。借助這些新材料，紐波特紐斯造船廠將能夠使用金屬增材制造技術(shù)來生產(chǎn)鑄件以及閥門、殼體和支架的替代零件。通過成功展示這些材料的使用，3DSystems期望將這些材料添加到公司的材料組合中，為更多領(lǐng)域解決金屬腐蝕性問題，例如油氣生產(chǎn)和精煉以及公用能源生產(chǎn)。

△銅鎳合金和鎳銅合金廣泛用于海事應(yīng)用（圖片來源：CopperDevelopment Association Inc.）

據(jù)南極熊了解，3D Systems數(shù)十年來一直為美國(guó)海軍提供增材制造專業(yè)知識(shí)，相關(guān)技術(shù)被用于從飛機(jī)零件到潛水部件的所有領(lǐng)域。2018年，3D Systems與Newport News Shipbuilding簽署了一項(xiàng)聯(lián)合開發(fā)協(xié)議， 使金屬增材制造技術(shù)具備建造海軍戰(zhàn)艦的資格（http://www.beckysfeelgoodyoga.com/thread-128031-1-192.html）。當(dāng)時(shí)，3D Systems的ProX DMP 320（DMP Flex 350的前身）被使用來制造艦船（南極熊全球3D打印產(chǎn)品庫(kù)https://product.nanjixiong.com/ 已經(jīng)收錄了這款3D打印機(jī)，歡迎咨詢）。3D打印技術(shù)提供了一種經(jīng)濟(jì)、高效、快捷的方法來替換損壞的零件，并且能夠提高高精度零件的生產(chǎn)速度，同時(shí)減少浪費(fèi)、降低成本。

△3D Systems ProX DMP 320

銅鎳合金和鎳銅合金

高溫下，金屬鎳和銅可以任何比例的形式互溶，并在冷卻之后形成固溶體。簡(jiǎn)單來說，熔融之后“銅多鎳少”的被稱為銅鎳，反之則稱為鎳銅。固溶體中鎳含量越高，合金顏色就越白，然而只要鎳含量不超過70%，肉眼通常都會(huì)看到銅的黃色。

△銅鎳合金

常見的銅鎳合金又俗稱白銅，相比較純銅而言，銅鎳合金能顯著提高金屬?gòu)?qiáng)度、耐腐蝕性、硬度和導(dǎo)電性。而白銅的機(jī)械性能、物理性能都異常良好，延展性好、硬度高、色澤美觀、耐腐蝕、富有深沖性能，被廣泛使用于造船、石油化工、電器、儀表、醫(yī)療器械、日用品、工藝品等領(lǐng)域，并還是重要的電阻及熱電偶合金。白銅的缺點(diǎn)是主要添加元素——鎳屬于稀缺的戰(zhàn)略物資，價(jià)格比較昂貴。而鎳銅合金有較好的室溫力學(xué)性能和高溫強(qiáng)度、耐蝕性高耐磨性好、容易加工、無磁性，是制造行波管和其他電子管較好的結(jié)構(gòu)材料。還可作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)材料。

關(guān)于3D Systems

30年前，3D Systems將3D打印的創(chuàng)新帶入了制造業(yè)。如今，作為領(lǐng)先的增材制造解決方案合作伙伴，3D Systems致力于為整個(gè)行業(yè)帶來創(chuàng)新、性能和可靠性，使客戶能夠前所未有地創(chuàng)建產(chǎn)品和業(yè)務(wù)模型。得益于獨(dú)特的硬件、軟件、材料和服務(wù)產(chǎn)品，3DSystems可滿足醫(yī)療保健和工業(yè)市場(chǎng)中的各種高級(jí)應(yīng)用，例如醫(yī)療和牙科、航空航天與國(guó)防、汽車和耐用品。更多信息請(qǐng)點(diǎn)擊南極熊產(chǎn)品庫(kù)：https://product.nanjixiong.com/plugin.php?id=aljbd&act=view&bid=30&op=details。

參考閱讀：

1. 美國(guó)海軍安裝3D Systems金屬3D打印機(jī)，為核動(dòng)力戰(zhàn)艦生產(chǎn)零件

http://www.beckysfeelgoodyoga.com/thread-128031-1-192.html

2. 3D Systems & Huntington Ingalls IndustriesCollaborating to Qualify Corrosion-Resistant Alloys for Direct Metal Printing

https://www.3dsystems.com/press-releases/3d-systems-huntington-ingalls-industries-collaborating-qualify-corrosion-resistant

3. 3D Systems Plans to Develop Corrosion-Resistant Alloysfor Shipbuilding and Maritime Applications

https://www.3dnatives.com/en/3d-systems-corrosion-resistant-alloys-for-shipbuilding-200320214/#!

4. Cupronickel

https://en.wikipedia.org/wiki/Cupronickel