1 Kekuatan dan ketangguhan suhu tinggi
Dalam industri dirgantara, kinerja material banyak dievaluasi berdasarkan kekuatan dan ketangguhannya dalam situasi suhu tinggi. Untuk pencetakan 3D logam, bahan bersuhu tinggi harus mampu mempertahankan kekuatan dan ketangguhan yang cukup bahkan pada suhu yang sangat tinggi, yaitu lebih dari 1000 derajat C. Selain titik leleh yang tinggi dari bahan itu sendiri, hal ini memerlukan struktur kristal dan struktur mikro yang stabil. pada suhu tinggi untuk mencegah kegagalan yang disebabkan oleh deformasi termal atau kelelahan termal.
Misalnya, sektor dirgantara telah banyak menggunakan paduan suhu tinggi berbasis nikel termasuk In625 dan In718 karena kekuatan dan ketangguhannya yang luar biasa pada suhu tinggi. Dengan menggunakan teknologi pencetakan 3D logam, paduan ini dapat diproduksi komponen dengan geometri yang rumit, seperti bilah turbin mesin dan ruang bakar, yang beroperasi pada suhu luar biasa dan memerlukan material dengan kinerja suhu tinggi yang luar biasa.
2 Ketahanan terhadap Oksidasi dan Korosi
Reaksi antara bahan dan oksigen akan berlangsung cepat pada suhu tinggi, menyebabkan oksidasi dan korosi. Untuk memperpanjang masa pakai komponen, bahan bersuhu tinggi untuk pencetakan 3D logam harus memiliki ketahanan oksidasi dan korosi yang tinggi. Bahan tersebut harus mengembangkan lapisan oksida yang stabil pada suhu tinggi untuk mencegah oksigen semakin merusak bahan substrat sehingga meningkatkan kinerja antioksidan. Bahan dengan ketahanan korosi harus menjaga kinerja yang baik dalam kondisi yang menuntut termasuk suhu tinggi, tekanan besar, dan cairan korosif.
Penggunaan teknologi pencetakan 3D logam memungkinkan material yang sering digunakan di sektor luar angkasa—seperti paduan titanium dan baja tahan karat—dioptimalkan struktur mikronya dan ditingkatkan ketahanannya terhadap oksidasi dan korosi. Misalnya, suhu tinggi dan ketahanan korosi dari paduan titanium membuatnya lebih umum digunakan di sektor pesawat terbang. Konstruksi yang lebih canggih dan rumit yang dimungkinkan oleh teknologi pencetakan 3D membantu meningkatkan ketahanan terhadap korosi komponen.
3 Koefisien dan stabilitas ekspansi termal
Stabilitas termal yang baik adalah persyaratan lain untuk bahan bersuhu tinggi untuk pencetakan 3D logam; artinya, kinerja material tidak akan banyak berubah seiring waktu pada suhu tinggi. Untuk mencegah hilangnya kinerja akibat penuaan termal, material memerlukan struktur kristal dan komposisi kimia yang stabil pada suhu tinggi. Karena hal ini secara langsung mempengaruhi stabilitas dimensi dan keakuratan perakitan komponen pada suhu tinggi, koefisien muai panas material juga merupakan masalah penting yang perlu diperhatikan.
Dalam hal ini, paduan suhu tinggi berbahan dasar nikel dan besi cukup berhasil. Pada suhu tinggi, mereka tidak hanya memiliki koefisien muai panas yang rendah tetapi juga stabilitas termal yang tinggi, sehingga menjamin stabilitas dimensi dan ketepatan perakitan komponen di lingkungan tersebut. Fitur-fitur ini menjadikan paduan suhu tinggi berbahan dasar besi dan nikel menjadi pilihan ideal untuk bahan pencetakan 3D logam bersuhu tinggi di sektor kedirgantaraan.
4 Kebutuhan pasca pemrosesan dan penanganan material
Meskipun teknologi pencetakan 3D logam menawarkan kebebasan desain yang luar biasa, kinerja pemrosesan dan kebutuhan pasca-pemrosesan bahan tetap harus diperhitungkan saat memproses bahan bersuhu tinggi. Titik leleh yang tinggi dan kemampuan mengalir yang buruk pada bahan bersuhu tinggi memerlukan standar yang tinggi untuk mesin cetak dan parameter proses. Dengan demikian, kemampuan mengalir bubuk yang unggul, sifat peleburan dan pemadatan, serta evolusi struktur mikro yang dapat diprediksi, merupakan persyaratan untuk bahan pencetakan 3D logam bersuhu tinggi.
Selain itu, terdapat kebutuhan pasca-pemrosesan yang cukup besar untuk bahan bersuhu tinggi dalam pencetakan 3D logam. Teknik perlakuan panas yang tepat diperlukan untuk menghilangkan tegangan sisa, memaksimalkan struktur mikro, dan meningkatkan kinerja karena bahan bersuhu tinggi sensitif terhadap deformasi termal dan retak pada suhu tinggi. Sementara itu, untuk komponen dengan bentuk geometris yang rumit, perlakuan permukaan dan metode pemesinan presisi juga membantu memenuhi kriteria desain.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-titanium-alloy-parts-in-medical.html