فولاد ضدزنگ 316L

فولاد ضدزنگ 316L یک فولاد آستنیتی است که با مولیبدن آلیاژ شده تا در محیط‌های کلریدی، مثل آب دریا، مقاومت بهتری به خوردگی داشته باشد. حرف «L» یعنی کربن کم؛ کربن کم از تشکیل کاربید در مرز دانه‌ها هنگام جوشکاری و ذوب جلوگیری می‌کند و مقاومت به خوردگی بین‌دانه‌ای را بهتر می‌کند.

در پرینت سه بعدی SLM، پودر 316L لایه‌به‌لایه با لیزر ذوب می‌شود. انجماد بسیار سریع، ریزساختار بسیار ریزی می‌سازد که 316L چاپی را از ورق نوردشده و آنیل‌شدهٔ همین فولاد محکم‌تر می‌کند. 316L نقطهٔ شروع پرینت فلزی است: ارزان‌تر از تیتانیوم و آلیاژ نیکل، شکل‌پذیر و خوش‌کار.

نوع

فولاد ضدزنگ آستنیتی با مولیبدن

روش ساخت

پرینت فلزی SLM، سپس تنش‌گیری و پس‌پردازش

مزیت اصلی

مقاومت به خوردگی، شکل‌پذیری و هزینهٔ کمتر

محدودیت اصلی

سنگین و با استحکام کمتر از فلزات پیشرفته‌تر

مقادیر طبق دیتاشیت رسمی یک سازندهٔ بزرگ دستگاه SLM (ISO 6892-1) برای قطعهٔ پس از چاپ و بدون عملیات حرارتی است. خواص قطعه به دستگاه، پارامترها، ضخامت لایه و جهت ساخت بستگی دارد.

قطعهٔ چاپی لایه‌لایه ساخته می‌شود و خواصش در همهٔ جهت‌ها یکسان نیست. طبق دیتاشیت رسمی یک سازندهٔ بزرگ دستگاه SLM،‏ 316L در جهت افقی حدود 15 درصد محکم‌تر است، اما در جهت عمودی تا 49 درصد کش می‌آید.

1. بار اصلی در صفحهٔ افقی

   اگر قطعه زیر کشش یا خمش است، آن را طوری بچینید که بار اصلی در امتداد لایه‌ها باشد.

2. شکل‌پذیری در جهت عمودی

   برای قطعه‌ای که باید پیش از شکست تغییر شکل دهد، رفتار عمودی شکل‌پذیرتر است.

3. جهت و ساپورت با هم

   جهت ساخت، ساپورت، زمان ساخت و کیفیت سطح را هم تعیین می‌کند؛ در بررسی فنی با هم سنجیده می‌شوند.

ستون چاپی طبق دیتاشیت رسمی یک سازندهٔ بزرگ دستگاه SLM و ستون دوم حداقل مشخصات استاندارد ASTM A240 برای ورق 316L آنیل‌شده است؛ عدد واقعی ورق معمولاً کمی بالاتر از حداقل استاندارد است.

نتیجه: استحکام تسلیم 316L چاپی تقریباً سه برابر حداقل مشخصات ورق آنیل‌شده است، با ازدیاد طولی در همان حدود. دلیلش ریزساختار بسیار ریز ناشی از انجماد سریع لیزری است. عملیات حرارتی در دمای بالا ممکن است بخشی از این برتری را کم کند؛ نوع عملیات حرارتی با توجه به کاربرد انتخاب می‌شود.

1. مولیبدن و کلرید

   مولیبدن، 316L را در برابر خوردگی حفره‌ای ناشی از یون کلرید مقاوم‌تر از فولادهای ضدزنگ معمولی مثل 304 می‌کند؛ سازنده آن را فولاد مناسب کاربرد دریایی معرفی می‌کند.

2. محدودیت‌ها

   در آب شور گرم، غلظت بالای کلرید یا اسیدهای قوی، 316L هم ممکن است دچار خوردگی حفره‌ای یا شیاری شود؛ برای این شرایط، آلیاژ نیکل 625 یا تیتانیوم را در نظر بگیرید.

3. اثر سطح

   سطح زبر پس از چاپ، شیارهای ریزی دارد که آلودگی و رطوبت در آن‌ها می‌ماند؛ پرداخت سطح، مقاومت به خوردگی را در عمل بهتر می‌کند.

4. شکاف‌ها در طراحی

   شکاف‌های تنگ و نقاط مرده که مایع در آن‌ها می‌ماند، محل شروع خوردگی‌اند؛ آن‌ها را در طراحی حذف کنید.

سازندهٔ پودر اعلام می‌کند ترکیب شیمیایی 316L چاپی مطابق استاندارد ASTM F138 برای فولاد ضدزنگ جراحی است. اما ترکیب شیمیایی فقط یک شرط است: قطعه‌ای که داخل بدن یا در تماس با غذا و دارو استفاده می‌شود، به فرایند ساخت تأییدشده، تمیزکاری و پسیواسیون، و آزمون‌ها و مجوزهای خودش نیاز دارد. قطعهٔ 316L چاپی به‌خودی‌خود برای ایمپلنت یا تماس با غذا تأیید نمی‌شود.

برای ابزار پزشکی، تجهیزات آزمایشگاهی یا قطعات صنایع غذایی، الزامات استاندارد و آزمون‌های لازم را پیش از سفارش با کارشناسان مادا تکنولوژی هماهنگ کنید.

1. آلیاژ نیکل

   برای دمای بالا یا خوردگی شدیدتر. آلیاژ نیکل (اینکونل)

2. تیتانیوم

   وقتی سبکی و نسبت استحکام به وزن مهم است. تیتانیوم

3. فولاد ماریجینگ

   برای ابزار، اینسرت قالب و سختی و استحکام بسیار بالا. فولاد ماریجینگ

4. آلومینیوم

   برای قطعات سبک و انتقال حرارت. آلومینیوم

5. کبالت کروم

   برای سایش و سختی بالا. کبالت کروم

1. سطوح شیب‌دار

   سطوح خیلی افقی ساپورت فلزی لازم دارند؛ تا جای ممکن سطوح را شیب‌دار طراحی کنید.

2. دیوارهٔ نازک

   سازنده حداقل ضخامت دیوارهٔ معمول را 0.3 تا 0.4 میلی‌متر اعلام می‌کند؛ برای استحکام، ضخیم‌تر طراحی کنید.

3. کانال‌های داخلی

   سقف کانال‌های افقی را قطره‌ای یا جناغی طراحی کنید و برای خروج پودر از کانال‌ها راه بگذارید.

4. سبک‌سازی با شبکه

   به جای قطعهٔ توپر، ساختار شبکه‌ای داخلی وزن و پودر مصرفی را کم می‌کند.

5. اضافهٔ ماشین‌کاری

   روی سطوح دقیق، رزوه‌ها و محل آب‌بندی، اضافهٔ ماشین‌کاری بگذارید.

خدمات طراحی سه بعدی برای پرینت

1. تنش‌گیری و جدا کردن از صفحه

   قطعه پس از تنش‌گیری حرارتی از صفحهٔ ساخت جدا و ساپورت‌ها برداشته می‌شوند.

2. سندبلاست

   سطح زبر پس از چاپ با سندبلاست یکدست می‌شود.

3. ماشین‌کاری

   سطوح دقیق، رزوه‌ها و محل آب‌بندی در صورت نیاز ماشین‌کاری می‌شوند.

4. پرداخت‌های دیگر

   طبق دیتاشیت سازنده، 316L چاپی قابل ماشین‌کاری، ساچمه‌زنی و پولیش است.

• مقاوم به خوردگی

  مولیبدن، مقاومت آن را در محیط‌های کلریدی بهتر می‌کند.

• شکل‌پذیر و چقرمه

  ازدیاد طول 38 تا 49 درصد؛ پیش از شکست تغییر شکل می‌دهد.

• محکم‌تر از ورق آنیل‌شده

  استحکام تسلیم 480 تا 540 مگاپاسکال.

• چگالی بالا

  چگالی دست‌کم 7.97 گرم بر سانتی‌متر مکعب و عیوب داخلی بسیار کم.

• اقتصادی‌ترین فلز

  ارزان‌تر از تیتانیوم و آلیاژ نیکل؛ نقطهٔ شروع پرینت فلزی.

• خوش‌کار

  قابل ماشین‌کاری، ساچمه‌زنی و پولیش.

• منیفولد و اتصالات سیالات

  بلوک‌های هیدرولیک و اتصالات با کانال‌های داخلی.

  پرینت سه بعدی در مهندسی

• تجهیزات فرایندی

  قطعات صنایع شیمیایی و فرایندی در محیط خورنده.

  پرینت سه بعدی در مهندسی

• قطعات دریایی و آب

  قطعاتی که با آب و محیط‌های کلریدی در تماس‌اند.

  پرینت سه بعدی در تولید انبوه

• قطعات یدکی صنعتی

  بازسازی قطعات فلزی کم‌تیراژ بدون قالب.

  پرینت سه بعدی در تولید انبوه

• قطعات خودرو

  نمونه‌ها و قطعات فلزی کم‌تیراژ.

  پرینت سه بعدی در خودروسازی

• نمونهٔ فلزی پژوهشی

  نمونه‌های آزمایشگاهی و تحقیقاتی فلزی.

  پرینت سه بعدی در تحقیق و توسعه

1. وزن

   چگالی حدود 8 گرم بر سانتی‌متر مکعب؛ برای قطعات سبک، تیتانیوم یا آلومینیوم.

2. استحکام

   برای استحکام و سختی بسیار بالا، فولاد ماریجینگ.

3. دمای بالا

   برای کار طولانی در دمای بالا زیر بار، آلیاژ نیکل.

4. سطح زبر

   سطح پس از چاپ زبر است و سطوح دقیق ماشین‌کاری می‌شوند.

5. ابعاد

   حجم ساخت SLM مادا 160 × 160 × 160 میلی‌متر است.

6. پزشکی و غذایی

   تأیید برای ایمپلنت یا تماس با غذا، به فرایند و آزمون‌های جداگانه نیاز دارد.