На выставке Formnext 2025 представлены четыре новых порошка для аддитивного производства металлов, в том числе Invar и C22.

Компания EOS, лидер в области порошковой наплавки, выпустила не один, а целых четыре новых металлических порошка, расширив свой ассортимент порошковых материалов для DMLS до более чем 35 сплавов. Этот ассортимент, один из самых разнообразных в индустрии аддитивного производства металлов, включает в себя различные сплавы алюминия, меди, нержавеющей стали, никеля, титана, инструментальной стали, кобальт-хрома и специальных сплавов. Новейшие виды металлического порошка — EOS FeNi36, EOS NickelAlloy C22, EOS Steel 42CrMo4 и EOS StainlessSteel 316L-4404 — не только расширяют ассортимент продукции компании, но и увеличивают спектр возможных применений металлического оборудования для аддитивного производства EOS в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, энергетика, производство продуктов питания и судостроение.

В этой статье мы подробно рассмотрим четыре новых металлических сплава, представленных компанией EOS, их свойства и преимущества, совместимость с оборудованием, а также отрасли, на которые они могут повлиять.

EOS FeNi36

Начнём с EOS FeNi36 — железо-никелевого сплава, который используется в аэрокосмической, космической, оборонной и энергетической отраслях, а также в других сферах. FeNi36 также широко известен как инвар — название, которое материал получил за неизменность размеров даже при экстремальных перепадах температуры. На самом деле у этого металла исключительно низкий коэффициент теплового расширения (<2 ppm/K в диапазоне от 30 до 150 °C), который в десять раз ниже, чем у нержавеющей стали 316L и мартенситно-стареющей стали MS1. EOS также отмечает, что FeNi36 обладает превосходной стабильностью размеров при термоциклировании и в идеале подвергается отжигу в неокисляющей атмосфере в течение как минимум одного часа при температуре 875 °C и охлаждению со скоростью не более 300 °C/ч.

Коэффициент теплового расширения материала, а также высокая прочность (460 МПа), относительное удлинение (до 42 %) и хорошая пластичность делают металлический порошок для аддитивного производства подходящим выбором для изделий, требующих высокого уровня точности и стабильности, таких как оптические корпуса и подставки, крепления для зеркал, криогенные приборы, прецизионные метрологические вставки, композитные вставки для инструментов и спутниковые конструкции. Исторически инвар был важным материалом для изготовления научных маятниковых часов, точность которых обеспечивалась стабильностью размеров материала независимо от температуры. Теперь, когда этот железо-никелевый сплав можно напечатать на 3D-принтере, конечные пользователи могут воспользоваться преимуществами низкого коэффициента теплового расширения металла, а также свободой проектирования и гибкостью производства.

Например, в космосе, где температурные условия могут быстро меняться, наличие конструкции спутника, которая не выходит за пределы допустимых значений, является ключевым фактором для обеспечения производительности и долговечности. Аналогичным образом, точность стандартных пресс-форм может снижаться со временем после множества циклов нагрева и охлаждения. Однако пресс-формы для аэрокосмических и автомобильных композитов, напечатанные на 3D-принтере из FeNi36, сохраняют стабильность размеров. На выставке Formnext 2025 в ноябре этого года компания EOS представит компоненты, изготовленные из этого инновационного сплава, в том числе лопастное сопло реактивного двигателя и компонент оптического корпуса, оба отпечатанные на 3D-принтере на платформе EOS M290.

EOS Steel 42CrMo4

Помимо выпуска инвара в рамках серии специальных металлических материалов, компания EOS также представила новую низколегированную сталь EOS Steel 42CrMo4. Этот материал, мартенситная сталь, упрочняемая углеродом, содержащая хром (Cr) и молибден (Mo), обладает благоприятным сочетанием свойств для таких требовательных отраслей, как автомобилестроение. Эти свойства включают в себя высокую прочность на разрыв (1320 МПа), ударную вязкость и износостойкость. Все эти характеристики полезны при использовании в автомобильных шестернях и валах, а также в других инженерных компонентах.

Для достижения оптимальных свойств материала детали, напечатанные из EOS Steel 42CrMo4, могут подвергаться дополнительной термической обработке. Для этого стального сплава термическая обработка состоит из двух этапов: первый — аустенизация и закалка, при которых металлическая деталь быстро охлаждается для получения мартенситной структуры; второй этап — отпуск, при котором деталь нагревается в течение одного-двух часов при температуре 550 °C для повышения прочности и ударной вязкости. Этот конкретный сплав также можно подвергнуть отпуску перед закалкой и отпуском, которые заключаются в нагреве детали до 600 °C в течение двух часов с последующим охлаждением на воздухе.

По крайней мере, на начальном этапе EOS Steel 42CrMo4 совместима с 3D-принтером EOS M290, однако не исключено, что этот материал будет пригоден и для более крупных платформ, чтобы удовлетворить спрос. В конечном счёте этот новый сплав может изменить подход автомобильных инженеров к разработке и исследованию более лёгких конструкций, что позволит сократить сроки выполнения заказов и повысить устойчивость цепочки поставок.

EOS NickelAlloy C22

EOS расширяет ассортимент никелевых сплавов, выпуская NickelAlloy C22 — никель-хром-молибденовый сплав, обладающий оптимальной коррозионной стойкостью. Материал также отличается другими свойствами, в том числе высокой прочностью и исключительной ударной вязкостью, что делает его идеальным для применения в сложных условиях, например на химических предприятиях, в аэрокосмической отрасли, судостроении, пищевой промышленности и т. д.

Сплав NickelAlloy C22 отличается высокой стабильностью и устойчивостью к различным видам коррозии, в том числе точечной, щелевой и коррозионному растрескиванию под напряжением. Сплав также устойчив к воздействию окислительных газов, агрессивных кислот, морской воды и стерилизующих средств, что делает его идеальным для печати деталей, которые должны выдерживать воздействие агрессивных сред, а также иметь сложную конструкцию, например клапанов, теплообменников и насосов.

«C22 устойчив к локальным механизмам коррозии, что продлевает срок службы компонентов и сохраняет чистоту химических реакций, — сообщает EOS. — Сочетание прочности и пластичности позволяет делать стенки тоньше, конструкции легче, а сложные формы — более оптимизированными для потока, что возможно только при использовании аддитивных технологий».

EOS StainlessSteel 316L-4404

Третьим материалом, представленным компанией EOS в прошлом месяце, стала нержавеющая сталь 316L-4404 — высокоэффективная аустенитная нержавеющая сталь, легированная молибденом. По сравнению со стандартной сталью 316L новый порошок из нержавеющей стали считается более промышленным и обладает повышенной коррозионной стойкостью в хлоридных средах, а также высокой пластичностью, ударной вязкостью и прочностью. Это открывает возможности для 3D-печати конструкций и компонентов в таких областях, как химическая промышленность, производство продуктов питания, водоподготовка и судостроение.

С точки зрения пользователя, новый порошок из нержавеющей стали EOS, созданный на основе варианта 316L, который уже широко используется в европейской промышленности, может быть легко интегрирован в существующие рабочие процессы, в которых используется стандартный порошок EOS 316L. Это связано с тем, что порошок 4404 можно использовать с теми же параметрами материала, что и стандартный порошок 316L. EOS StainlessSteel 316L-4404 может подвергаться термической обработке (по желанию в соответствии с DIN EN 10088-3) для улучшения свойств, в том числе для снятия напряжения и отжига на твердый раствор.

Нержавеющая сталь 316L-4404 — это шестая марка нержавеющей стали EOS, совместимая с несколькими системами компании, включая EOS M 290, EOS M 400, EOS M 400-4 и EOS M 300-4.

Изучение и удовлетворение потребностей отрасли

В целом, рост ассортимента материалов EOS обусловлен стремлением пользователей и компаний-первопроходцев расширить применение аддитивного производства металлов в новых областях и сферах применения. Адаптируя промышленные металлические сплавы, такие как инвар, 316L-4404, 42CrMo4 и C22, для своих решений в области аддитивного производства металлов, EOS позволяет отраслям в полной мере использовать преимущества аддитивного производства, такие как консолидация деталей и оптимизация топологии для улучшения охлаждения, текучести и снижения веса, а также сочетать их с особыми свойствами материалов.

«Благодаря этим дополнениям мы продолжаем расширять ассортимент материалов, чтобы соответствовать самым строгим отраслевым требованиям, — прокомментировала Ханна Пирккалайнен, руководитель отдела продукции EOS Oy. — Будь то непревзойденная термическая стабильность EOS FeNi36, коррозионная стойкость NickelAlloy C22 или доступность широко используемых сталей, таких как 42CrMo4 и 316L-4404, мы помогаем нашим клиентам быстрее внедрять инновации, решать проблемы с цепочками поставок и использовать аддитивное производство в новых областях».

Эта статья изначально была опубликована в электронной книге VoxelMatters «Metal AM в VM Focus

Автор: Эдвард Уэйкфилд

Источник