许多3D打印/添加剂制造技术的用户涉及其对环境的潜在影响。通常,重点是基于树脂的原型,最终在垃圾填埋场中进行,并且需要多年来降解。但其他材料也将作为废料,例如从加工和类似的减法过程中。
一家公司使其成为将此废料转为可用的金属粉末以进行添加剂制造(AM)。公司是6 k公司。最近,我有机会在6K上采访首席执行官的亚伦弯曲,关于他们如何将制造废料转化为添加剂制造“黄金”。
根据弯曲,一种妨碍更大的添加剂制造的一个因素是成本。“我认为,实际上,成本和可持续性密切相关。事实上,可持续能力可以创造一个非常强大的商业模式。这是我们的任务之一,在这里为6k。“
6K Inc.使用可持续的金属来源,将它们转换成高质量的金属粉末。这些来源包括废金属,刨花,二手件和用过的粉末。
虽然添加剂制造通常被视为比传统的减数制造更可持续。。。“如果你看看源性材料,例如高度设计的合金锭,每个人都知道买到飞行比率约为10到一个用于减去制造的,”弯曲。“但不幸的是,添加剂制造的肮脏的小秘密是,这一比例并不好得多。
“添加剂制造中的可持续性有两个重要方面。一个是,粉末产量本身通常仅约为30%的产量,其中剩下的粉末进入垃圾填埋场。然后,印刷过程本身具有包括使用粉末支撑结构和不合格部件的损失。“
虽然解决热塑性塑料的环境影响很重要,但重要的是重点关注金属粉末的两个原因。一个,虽然今天可能相对较小,但它会很快成长。通过在提供100%收益率的方法中生产粉末,而不是30%,这意味着较少的这些材料发现他们进入垃圾填埋场。此外,它削减了运输,采矿和精炼原始矿石所需的能量成本。因此,金属材料对环境的影响可以很大,这会影响整体成本。
6000度
6K公司的名字来源于6000度,这是太阳表面的温度稍微升高的程度。本特说:“我们以微波为基础的生产等离子体在6000度下运行,你可以想象,这可以融化任何东西。”
6K的进程以经过认证的化学材料开头。这些是材料制造商在其加工操作中使用。例如,大型机身制造商可以创建多达10万磅的经过认证的化学TI64废料,以其他方式无法使用。
6K可以采用该废料,以及来自3D打印,使用或先前使用的粉末的支撑结构,并从规格零件中转换为适当的粉末。“我们的使命是几乎使用添加剂制造过程的每个部分。在这样做时,我们实际上为最终客户创造了更好的商业模式。“
“废料”经过两个步骤成为粉末。它是清洗和大小的工程原料。然后,它通过等离子系统,创造精确的粉末尺寸分布,无论客户需要金属注射成型,激光粉末床,电子束,或DED系统,粉末尺寸都是正确的分布。这种方法有助于实现100%的收益率。
你会发现,本特和他的团队把他们创造的粉末称为“墨水”。“它仍然只是粉末,”本特说。“我认为我们使用墨水作为一种常见的说话方式,并将我们自己作为粉末供应商与打印机制造商区分开来。这也是一个常见的主题,因为我们可以回收墨水。例如,我们有很多项目,都是针对大型超级用户,我们把他们用过的无法在打印机中继续使用的粉末回收,制成比原始粉末性能更好的粉末。
“我们还有一个具有大型防御客户的程序,为我们提供对3D打印质量的粉末,因为它们不会充分流动。所以,我们“6k”粉末,用它作为动词。并且为印刷过程提供了更高性能的粉末。当我们谈论提供无限种类的颜色调色板的能力时,墨水也是一种方便的白话,从而在无限种类的不同合金的意义上。这就是为什么我们将其称为墨水。
“几乎任何经过加工的东西都可以成为我们粉末的原料。此外,我们还可以创造出非共晶的新合金,也就是那些不会融合在一起的东西。”
力学性能
提供机械性能包括四个层次。首先,原材料来自认证的化学材料,例如,来自为飞机制造商提供零部件的高端机械商店。
“我们已经能够证明的一件事是,采用在市场上几乎没有价值的超大气体雾化粉末,因为它不适合任何印刷过程的粉末尺寸分布,并将其用作原料,减少其尺寸。我们有能力获得已经很合格的材料来源,作为强大的,认证的化学。”
6K过程也是无污染的。该过程也有资格在后端看,看看任何潜在的污染,正如在常规粉末生产设施中都不总是可能的。
此外,粉末在传统的雾化粉末上具有优异的特性。它们具有更好的流动性,较高的龙头密度,没有卫星,更好地稀缺。
“而且还有一个区分我们的粉末的东西,是没有孔隙率。孔隙度是通过使粉末的方式雾化过程的自然结果。然后,我们在初始印刷研究中发现的是,强度,终极和拉伸强度,优于气体雾化。通过我们实际生产粉的方式,我们拥有一些冶金优势。我们可以将我们的原料工程为任何尺寸,为粉末创造目标或工程或“可调”尺寸。我们可以在几乎任何范围内创建粉末。“
与其他材料和添加剂技术一样,6K的粉末适合许多行业,包括石油和天然气,航空航天,空间,医疗和商业。
“在医学领域,我们正在开拓用于骨科植入物的新型合金。这种合金在典型的原子化过程中无法生成,”Bent继续说道。
成本
“这是我认为可持续性和成本密切相关的地方。而且我认为以更好的循环经济方法对印刷和粉末生产过程进行了更好的循环经济方法,您可以减少成本,因此更快地通过AM。“
原材料成本相当低。因为6K过程提供100%的产量而不是30%的产量,这也有助于较低的成本。如果6K可以从他们的过程中浪费客户的废物,并提供返回高价值粉末,因此弯曲他可以为典型客户提供更有趣的价值主张。粉末,也许他们无法获得,并创造一个共生关系和真正的循环经济。
升级
6K每年有一百万磅的钛。大部分材料进入制造铝的晶粒精炼元件。因此,百磅钛升循环使得能够十亿磅的原铝生产。
本特说,这种技术在医疗呼吸机、福特f -150飞机和医疗部件等领域也有应用。“我们刚刚委托了位于匹兹堡的40000平方英尺的最先进的生产设施,在那里我们将推出我们的Inconel 718超级合金粉末,以及我们的Ti64粉末。”
陶瓷材料变成粉末也是一种可用的材料。
“多年来,我们一直在研究各种陶瓷,用于从50纳米到几百微米的其他用途。石榴石和热障涂层、YFC Illumina等系列不同材料。这对我们来说相对容易。”
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