गैर-मानक धातु भागों के लिए सामग्री की पसंद की विविधता
क्यों "गैर{0}}मानक" का अर्थ "गैर{1}}मानक सामग्री" भी है
जब कोई भाग किसी कैटलॉग विनिर्देश से बंधा नहीं होता है, तो मिश्रधातु स्वयं एक डिज़ाइन चर बन जाता है। इसलिए इंजीनियर ताकत, वजन, संक्षारण प्रतिरोध, थर्मल/विद्युत व्यवहार, जैव अनुकूलता, मशीनेबिलिटी और इकाई लागत को संतुलित करने के लिए 300 से अधिक गढ़ी, ढली और योगात्मक {2}तैयार धातुओं में से चयन कर सकते हैं।
"छोटी सूची" जिसमें 90% कस्टम नौकरियां शामिल हैं
गैरमानक धातु भागों के लिए सामग्री चयन की विविधता
| परिवार | विशिष्ट मिश्र धातुएँ | प्रमुख गुण | कस्टम पार्ट उदाहरण |
|---|---|---|---|
| अल्युमीनियम | 6061-टी6, 7075-टी6, 5083-एच321, एएलएसआई10एमजी (एएम) | प्रकाश, 170-530 एमपीए यूटीएस, उत्कृष्ट मशीनेबिलिटी और तापीय चालकता | यूएवी ब्रैकेट, ईवी बैटरी कूलिंग प्लेट, ऑप्टिकल चरण |
| टाइटेनियम | ग्रेड 2 (सीपी), ग्रेड 5 (टीआई-6एएल-4वी), टीआई-6एएल-4वी ईएलआई | 900 एमपीए यूटीएस, ρ=4.5 ग्राम सेमी⁻³, बायोकम्पैटिबल, 300 डिग्री सेवा | सर्जिकल रैस्प्स, एयरोस्पेस फ्लैप ट्रैक, डाउन{{0}होल लॉगिंग टूल्स |
| स्टेनलेस और पीएच स्टील्स | 304एल, 316एल, 17-4 पीएच, 15-5 पीएच | संक्षारण प्रतिरोधी, 17-4 पीएच 480 डिग्री उम्र बढ़ने के बाद 40 एचआरसी तक पहुंच जाता है | खाद्य ग्रेड वाल्व, मोल्ड इंसर्ट, समुद्री सेंसर हाउसिंग |
| नी{{0}आधारित सुपर{{1}मिश्र धातु | इनकोनल 718, 625, हास्टेलॉय सी-276 | 700-1200 एमपीए, रेंगना > 650 डिग्री, ऑक्सीकरण और क्लोराइड प्रतिरोधी | टरबाइन ज़ुल्फ़र, उप-समुद्री कपलिंग, रासायनिक रिएक्टर बाफ़ल |
| तांबे की मिश्रधातुएँ | OFHC Cu, Cu-Cr-Zr, C17200 Be-Cu, Cu-Ni-Si | σ > 500 एमपीए, आईएसीएस 80% से अधिक या उसके बराबर, गैर -स्पार्किंग | आरएफ तरंग {{0}गाइड, प्रतिरोध{{1}वेल्डिंग इलेक्ट्रोड, बस{2}बार |
| कम -मिश्र धातु और उपकरण स्टील्स | 4140 क्यूटी, 4340, एच13, डी2, एम2 | 28-62 एचआरसी रेंज, सख्त या टूट-फूट प्रतिरोधी | गियर, शाफ्ट, पंच, प्लास्टिक-इंजेक्शन कोर |
| मैगनीशियम | AZ91D (कास्ट), AZ31B (गढ़ा), WE43 (दुर्लभ-पृथ्वी) | ρ=1.8 जी सेमी⁻³, ईएमआई परिरक्षण, मशीन सूखी | ड्रोन हथियार, एयरोस्पेस उपकरण पैनल |
| दुर्दम्य और विशेषता | मो, डब्ल्यू, टा, जेडआर, एनबी | बहुत उच्च गलनांक, X-किरण अपारदर्शिता | फर्नेस इलेक्ट्रोड, स्पटर लक्ष्य, कैंसर उपचार कोलिमेटर |
| धातु-मैट्रिक्स कंपोजिट | Al-SiC (35 %), Cu{2}}W, Al{3}}डायमंड | अनुकूलित सीटीई, 200-600 डब्लू एम⁻¹ के⁻¹ | आईजीबीटी कोल्ड{{0}प्लेट्स, सैटेलाइट हीट स्प्रेडर्स |
| अनाकार और HEA | Zr-आधारित BMG, CoCrFeMnNi | 2 GPa उपज, नेट{{1}आकार कास्टिंग संभव | लक्ज़री घड़ी केस, 5 µm दाँतों वाले सूक्ष्म -गियर |
चयन पद्धति (30 मिनट का संस्करण)
सूची सीमा - बताती है: σmax, Tmax, थकान जीवन, गैल्वेनिक युगल, FDA/USP, REACH, RoHS।
ρ/UTS, κ (थर्मल कंडीशन), CTE और मशीनेबिलिटी इंडेक्स (1-10) द्वारा रैंक।
उन मिश्रधातुओं को हटा दें जो किसी भी "गो/नो{0}}गो" गेट में विफल हो जाती हैं (उदाहरण के लिए, 316L 45 HRC तक नहीं पहुँच सकता)।
भारित निर्णय मैट्रिक्स चलाएं (लागत × 30%, द्रव्यमान × 25%, सीसा -समय × 20%, संक्षारण × 15%, मशीनेबिलिटी × 10%)।
100 ग्राम पायलट मेल्ट या एडिटिव क्यूब → तन्यता और माइक्रोस्ट्रक्चर जांच के साथ मान्य करें।
मशीनेबिलिटी बनाम संपत्ति व्यापार-ऑफ़
नि:शुल्क {{0}पीतल काटने वाला CuZn39Pb3 6061 की तुलना में 1.5× तेज ड्रिलिंग देता है, लेकिन यूटीएस केवल 380 एमपीए है।
Ti-6Al-4V 30 मिमी/मिनट पर कार्बाइड खाता है; उच्च दबाव शीतलक (10 एमपीए) पर स्विच करने से 3× उपकरण जीवन के साथ गति 90 मिमी/मिनट तक बढ़ जाती है।
इनकोनेल 718 को 200 मीटर/मिनट पर सिरेमिक टर्निंग की आवश्यकता है; लेपित कार्बाइड 600 डिग्री काटने वाले क्षेत्र से ऊपर नरम हो जाएगा।
स्थिरता और पुनर्चक्रण कोण
6061 और 316एल स्क्रैप रिटर्न> कच्चे मूल्य का 95%; Cu और Ni{4}} आधारित रिवर्ट पर अभी भी 70% मिलता है।
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग खरीद को 15:1 (इन्कोनेल हॉग-आउट) से घटाकर 1.2:1 कर देती है, जिससे प्रति किलोग्राम हिस्से पर 40 किलोग्राम CO₂ की बचत होती है।
कस्टम हाउसिंग के लिए यूरोपीय ऑटोमोटिव ओईएम द्वारा पहले से ही नए कम {{0}कार्बन एल्युमीनियम (एलिसीस, 2 टी सीओ₂/टी अल) का अनुरोध किया गया है।
लघु केस अध्ययन
केस 1 - हल्का {{1}वजन संक्षारण{{2}मुक्त रोबोट भुजा
आवश्यकता: 200 एमपीए उपज, <2.6 ग्राम सेमी⁻³, वेल्डेबल, एनोडाइजेबल।
निर्णय: 7075-T6 को Al{7}}Li 2195 (ρ 2.63 g सेमी⁻³, UTS 455 MPa) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया, जिससे 8% द्रव्यमान की बचत हुई और कार्बन-फाइबर ट्यूब के CTE का मिलान हुआ।
केस 2 - उच्च {{1} ताप - फ्लक्स उपग्रह एम्पलीफायर
आवश्यकता: 400 वॉट हीट लोड, सीटीई 6-8 पीपीएम डिग्री ⁻¹, स्थान -योग्य।
निर्णय: Al{{0}SiC 35 % MMC, डायमंड- Ra 20 एनएम में बदल गया, GaN चिप के साथ CTE बेमेल को समाप्त करता है।
केस 3 - डिस्पोजेबल बायोप्सी पंच
आवश्यकता: <0.5 €, 52 एचआरसी किनारा, स्टरलाइज़ करने योग्य, 0.3 मिमी दीवार।
निर्णय: 420 स्टेनलेस मुद्रांकित और वैक्यूम कठोर; मार्टेंसिटिक संरचना 30 µm गड़गड़ाहट - मुक्त किनारे के साथ 800 एमपीए देती है।
भविष्य की सामग्रियाँ गैर--मानक क्षेत्र में प्रवेश कर रही हैं
कूल्हे के तने के लिए कास्ट + सीएनसी मार्ग के साथ उच्च -एन्ट्रॉपी मिश्र धातु (CoCrFeMnNi)।
ग्राफीन {{0}प्रबलित तांबा (0.1 wt%) ईवी बस के लिए 30% अधिक IACS देता है।
अनाकार स्टील रिबन लेजर को नेट{{1}आकार के गियर में वेल्ड किया गया, फिर 5-अक्ष को 5 µm सटीकता तक तैयार किया गया।
ले जाओ-दूर
क्योंकि प्रत्येक गैर -मानक भाग एक खाली ड्राइंग से शुरू होता है, सामग्री सूची केवल भौतिकी और अर्थशास्त्र तक ही सीमित होती है, कैटलॉग पृष्ठों तक नहीं। इस विविधता में महारत हासिल करना, यह जानना कि 6061, Ti, Ti, Ti, 6Al, 7V या Cu, Cr-Zr केवल पहला सवाल है, जो कस्टम मेटलवर्किंग को एक खरीद असुविधा के बजाय एक प्रतिस्पर्धी डिजाइन हथियार में बदल देता है।
