金屬粉末材料企業(yè)VBN 針對(duì)耐磨零部件制造需求，開(kāi)發(fā)增材制造-3D打印粉末材料與增材制造工藝。成功開(kāi)發(fā)的應(yīng)用及其增材制造工藝，將以技術(shù)許可的方式融入用戶(hù)的生產(chǎn)流程中。

VBN 3D打印滾齒刀

結(jié)合應(yīng)用開(kāi)發(fā)粉末與工藝

瑞典金屬粉末材料公司VBN Components 正致力于結(jié)合具體的工業(yè)應(yīng)用需求與增材制造-3D打印工藝，開(kāi)發(fā)新一代高強(qiáng)度、含碳化物的高速鋼材料。這類(lèi)材料適合制造耐磨損部件，如齒輪加工刀具、食品加工設(shè)備零部件、采礦設(shè)備零部件等。

VBN 材料與增材制造工藝的工業(yè)應(yīng)用

      耐磨鋼材料具有廣泛的工業(yè)用途，它們屬于傳統(tǒng)制造技術(shù)難加工的材料，VBN 通過(guò)電子束熔融（EBM）3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這類(lèi)材料的制造。VBN 開(kāi)發(fā)的EBM 金屬3D打印高合金高速鋼粉末材料被命名為Vibenite系列，目前已開(kāi)發(fā)出5種不同型號(hào)的材料。VBN 針對(duì)每種材料開(kāi)發(fā)了對(duì)應(yīng)的增材制造工藝，以滿(mǎn)足不同領(lǐng)域的制造需求。包括：

-  耐腐蝕、耐磨Vibenite 350 高合金鋼

該材料的洛氏硬度為60 HRC，維氏硬度為 680-700 HV，具有高鉻含量，適用于制造注塑模具、泵、泵殼、軸承和閥門(mén)部件，以及制造泵葉輪等要求復(fù)雜形狀和高性能的產(chǎn)品。

VBN 3D打印葉輪

- 高耐磨、高韌性高合金鋼 Vibenite 150

該材料具有細(xì)晶粒Fe基體，碳化物分散良好，洛氏硬度為58-64 HRC，維氏硬度為 600-780 HV。該材料適用于產(chǎn)品功能原型制造，難加工零件、刀架、具有高耐磨性和韌性要求的冷加工應(yīng)用，塑料加工工具和易損件制造。

-  耐磨、耐熱材料 Vibenite 280

該材料的洛氏硬度為63-70 HRC，維氏硬度為780-1000 HV，具有非常高含量細(xì)小、分散良好的碳化物，適用于制造滾齒刀、成型刀具，電動(dòng)切割刀具以及磨損部件。VBN 已經(jīng)證明該材料與增材制造工藝，可制造出具有更高生產(chǎn)效率的機(jī)械加工刀具，例如用于汽車(chē)動(dòng)力總成生產(chǎn)的刀具。沃爾沃建筑設(shè)備公司正在使用通過(guò)Vibenite 280材料制造的齒輪加工滾齒刀，并與傳統(tǒng)高合金鋼制造的標(biāo)準(zhǔn)滾齒刀進(jìn)行了比較。結(jié)論是，當(dāng)Vibenite 280材料制造的刀具以正常進(jìn)給運(yùn)行時(shí)（切割深度相同），刀具使用壽命延長(zhǎng)至2.2倍。

如果放到每年2萬(wàn)個(gè)汽車(chē)齒輪加工生命周期中進(jìn)行成本分析，意味著每個(gè)齒輪加工的總生產(chǎn)成本降低了15-20％。在雙切削進(jìn)給的情況下，成本進(jìn)一步降低15-20％。每個(gè)齒輪加工的總生產(chǎn)成本可降低30-40％。此外，更換刀具的需求下降至50%。

-  堅(jiān)硬材料Vibenite 290

Vibenite 290 含有25％的碳化物，洛氏硬度為68-72 HRC，維氏硬度為940-1100 HV。VBN 通過(guò)增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這一難加工材料的加工，應(yīng)用包括制造金屬切削工具等高磨損應(yīng)用。

-  新型混合硬質(zhì)合金 Vibenite 480

     Vibenite 480是2018年底開(kāi)發(fā)出來(lái)的新材料，含有約65％的碳化物，混合了高速鋼和硬質(zhì)合金。這種新型混合硬質(zhì)合金具有750°C的長(zhǎng)期耐熱性、耐腐蝕性，并且具有磁性。應(yīng)用目標(biāo)是替代高合金鋼，從而提高生產(chǎn)效率和幾何復(fù)雜性。比如說(shuō)在金屬切削刀具制造領(lǐng)域，這一材料及增材制造工藝可以替代械加工進(jìn)行鋼棒料加工的方式，制造出復(fù)雜的刀具，并用于更高速度的金屬切削。除此之外，增材制造 Vibenite 480 材料還可以被用于制造一體化零件，比傳統(tǒng)硬質(zhì)合金工藝所能實(shí)現(xiàn)的尺寸更大。

增材制造工藝為耐磨材料制造帶來(lái)以下優(yōu)勢(shì)：通過(guò)增材制造生產(chǎn)磨損零件時(shí),不再需要對(duì)棒材的初始鍛造、軋制以及重型加工，而是直接將粉末材料進(jìn)行成型。另一點(diǎn)就是帶來(lái)了零部件性能和使用壽命的提升。

VBN材料基質(zhì)中存在小尺寸、均勻分布的碳化物

       Vibenite 材料的成分獨(dú)特并具有良好的耐磨性，這種增強(qiáng)的材料性能是通過(guò)VBN 專(zhuān)利的增材制造工藝實(shí)現(xiàn)的。材料基質(zhì)中存在小尺寸、均勻分布的碳化物是性能提高的原因之一。VBN 為多個(gè)制造領(lǐng)域的工業(yè)用戶(hù)提供刀具與耐磨零部件增材制造技術(shù)，與客戶(hù)之間合作不僅僅是銷(xiāo)售3D打印粉末材料或提供零件加工服務(wù)，還包括通過(guò)許可協(xié)議的方式進(jìn)行技術(shù)授權(quán)。

VBN 與客戶(hù)之間的合作分為兩個(gè)階段：在第一個(gè)階段中，VBN 工廠(chǎng)利用增材制造技術(shù)和Vibenite材料為客戶(hù)開(kāi)發(fā)新應(yīng)用，如果金屬3D打印產(chǎn)品性能達(dá)到客戶(hù)要求，客戶(hù)可以通過(guò)許可協(xié)議的方式，將VBN專(zhuān)利的AM-HSS 增材制造工藝整合到內(nèi)部生產(chǎn)流程中，VBN為客戶(hù)提供全面的支持。2018年末,VBN與一家全球工程集團(tuán)簽署了價(jià)值數(shù)百萬(wàn)歐元的許可協(xié)議，該協(xié)議包括使用VBN 材料與增材制造工藝為某特定細(xì)分領(lǐng)域生產(chǎn)高強(qiáng)度組件。VBN 目前還與巖石鉆探企業(yè) Epiroc共同測(cè)試Vibenite 480材料3D打印部件在巖石鉆探中的應(yīng)用。