316L ruostumaton teräs (1.4404)

316L on suosittu valmistusmateriaali ruostumattomille teräskappaleille moniin erilaisiin käyttökohteisiin, kuten lääketeollisuuteen, merenkulkuun ja ruokateollisuuteen.

Matalahiilinen 316L on erittäin korroosionkestävä ja sitkeä materiaali, joka kestää korkeita lämpötiloja. SLM tekniikalla voimme valmistaa 316L teräksestä korkealaatuisia prototyyppejä, varaosia, kiinnikkeitä ja työkaluja.

3D-tulostettujen osien jälkikäsittelyssä saadaan osille haluttu pintaviimeistely käyttötarkoituksen mukaan. Ruostumaton teräs on elinkaareltaan pitkäikäinen ja sen ansiosta usein kustannustehokkaampi kuin muut valmistusmateriaalit.

Mitä on 316L ruostumaton teräs?

316L on yhdysvaltalainen ruostumattoman teräksen standardi, joka vastaa eurooppalaista 1.4404 luokitusta, ja tarkoittaa korkealaatuista, matalahiilistä ja korroosionkestävää metalliseosta. 

Metalliseoksen korroosiokestävyyden antaa korkea kromi-, nikkeli- sekä molybdeenipitoisuus, tehden 316L terässeoksesta erittäin vastustuskykyisen materiaalin syöpymiselle. 

Erona yleiseen 316 ruostumattomaan teräkseen, 316L sisältää vähemmän hiiltä, joka on alle 0,03 prosenttia seoksen massasta. 316 seoksessa hiiltä voi olla 0,07 prosenttia. Muuten näiden kahden metalliseoksen metallipitoisuudet ovat samat. 

316L teräksen matalamman hiilipitoisuuden etuna ovat parempi muokattavuus ja hitsattavuus tuotantovaiheessa. Lisäksi vähähiilinen metalliseos vähentää herkistymistä ja syöpymistä aiheuttavien hiili-kromi-karbidien muodostumista.

Austeniittinen, eli pintakeskinen kuutiollinen kiderakenne tekee 316L teräksestä ei-magneettisen, eikä se karkaistu kuumennettaessa

Esimerkkejä käyttökohteista 316L ruostumattomalle teräkselle

Ruostumattoman teräksen mekaaniset ominaisuudet tekevät siitä sopivan materiaalin käyttökohteisiin, joissa vaaditaan lujuutta, kestävyyttä ja lämmönkestävyyttä. 

Lisäävän valmistuksen (AM, additive manufacturing) avulla voidaan valmistaa komponentteja 316L teräksestä, joissa on yhtenäinen, lähes läpäisemätön rakenne. Jälkikäsittelyssä, kuten lämpökäsittely, komponenttien ominaisuuksia voidaan muokata vastaamaan haluttuja vaatimuksia. 

Yleisiä sovelluksia tulostetuille 316L komponenteille:

• paperi- ja kemianteollisuuden laitteet 
• pakosarjat, lämmönvaihtimet, haihduttimet 
• polttoainesuuttimet, uunien ja moottorien osat
• venttiilien ja pumppujen komponentit
• tekstiili- ja valokuvateollisuuden laitteet
• merivedelle altistuvat osat ja putkistot

Käyttökohteita hygieeniselle, ruostumattomalle teräkselle on lukemattomia, ja siksi sitä hyödynnetään myös kello- ja koruteollisuudessa, elintarviketeollisuudessa ja lääketeollisuudessa monin tavoin.

316L ruostumattoman teräksen korroosionkesto

316L teräksen ruostumattomuus on sen seosmetallien ansiota. Vähähiiliseen rautaan on sekoitettu vähintään 10,5% kromia, jolloin materiaalin pintaan muodostuu erittäin vakaa, ruostumista estävä kalvo. Ilmassa oleva happi yhdistyessään kromiin luo materiaalin pinnalle kerroksen kromioksidia.

Korkean kromipitoisuuden ansiosta (yleensä 18%) pintaan tulleisiin naarmuihin syntyy uusi kalvo, joka estää syöpymisen, ja siten tekee kromi-nikkeli-molybdeeni-teräksestä erittäin kestävää ja pitkäikäistä.

Kalvossa saattaa kuitenkin olla heikkoja kohtia, jolloin pintaan voi muodostua pistemäistä ruostetta. 316L teräkseen on siksi lisätty molybdeenia (2-3%), jonka on osoitettu nostavan sen pistekorroosiokestävyyttä, estämällä etenkin kloridisten ioniyhdisteiden vaikutusta, kuten ruokasuola.

Ruostumaton teräs sisältää lisäksi myös nikkeliä (11%), jolla on pieni vaikutus korroosion ehkäisemisessä, mutta joka ennen kaikkea parantaa metalliseoksen muokattavuutta ja sitkeyttä muuttamalla sen kiderakennetta. 316L metalliseos on nikkelin ja molybdeenin ansiosta austeniittista, eli kiderakenteeltaan ei-magneettista. 

Teräksen lujittamiseen voidaan käyttää myös typpeä seosaineena. Lisäksi ruostumaton teräs 316L sisältää pieniä määriä fosforia, mangaania, kuparia, rikkiä ja piitä. 

Yleisesti ottaen 316L ruostumaton teräs kestää hyvin happokorroosiota. Metalliseos on vastustuskykyinen rikki-, suola-, etikka-, muurahais-, typpi- ja viinihapolle, sekä happamille sulfaateille ja klorideille.

Teräsnimike X2CrNiMo17-12-2 – ruostumaton teräs 316L, ominaisuudet:

• pitkäikäinen ja ekologinen materiaali
• korkea syöpymiskestävyys
• hyvin muovattava ja hitsattava
• säilyttää lujuutensa korkeissa lämpötiloissa
• hyvä kylmäsitkeys
• hopeanvärinen pinta, joka voidaan kiillottaa
• korkea vetolujuus

316L teräsosien tuotanto 3D-tulostuksella

Metalliosien tulostaminen 3D-tekniikalla perustuu korkeatehoisen laserin käyttöön. Lisäävä valmistusmenetelmä sulattaa laserin avulla kerroksittain hienojakoista metallijauhetta, ja luo erittäin tarkan kappaleen 3D-mallin perusteella (SLM, selective laser melting). 

Erotuksena tavalliseen lasersintraukseen (SLS), sulattavan laserin etuna on se, että jauhe sulaa kokonaan tulostettavaan kappaleeseen tehden siitä vahvemman ja sitkeämmän.

316L ruostumattoman teräsosan valmistus alkaa 3D-mallin luomisesta. Tämä voidaan toteuttaa mallinnusohjelmalla määritysten mukaan, tai skannaamista hyödyntäen, jos kyseessä on varaosa olemassa olevalle osalle.

Valmis ja tulostamiseen optimoitu malli syötetään teolliselle 3D-tulostimelle, ja tulostimen pohjalle asetetaan teräksinen tukilevy, joka pitää kappaleet paikallaan tulostamisen aikana. 

Tuotannon läpiajo kestää muutaman tunnin, jonka jälkeen valmiiden kappaleiden pinta puhdistetaan jauheesta ja tukilevyt leikataan irti kappaleiden pohjasta. Tämän jälkeen valmiit osat viimeistellään hiekkapuhaltamalla, maalaamalla tai muulla tavoin käyttötarkoituksesta riippuen. 

Materflow auttaa kehittämään ja suunnittelemaan 3D-osat alusta loppuun asiakkaan toiveiden ja alan standardien mukaisesti. Valmistusmenetelmän ansiosta myös monimutkaisten mallien toteutus onnistuu.

Piensarjatuotanto 316L ruostumattomasta teräksestä

3D-mallinnus nopeuttaa huomattavasti prototyyppien kehittämistä ilman muotteja, valamista, hitsausta tai kokoonpanoa. Verrattuna perinteiseen koneistukseen, 3D-tulostuksellla teräsosista saadaan kustannustehokkaampia, ja niitä on nopeampi valmistaa. 

Itse asiassa monimutkainen osa voi olla liki mahdoton toteuttaa perinteisillä valmistusmenetelmillä, jolloin 3D-tulostaminen on ainoa jäljelle jäävä tapa. Lisäksi ruostumattomasta teräksestä valmistettuja 3D-komponentteja on mahdollista optimoida, jolloin niiden materiaalikulut ovat mahdollisimman pienet, ja osista tulee kevyempiä.

Materflow tekee osien suunnittelusta ja kehittämisestä helppoa asiantuntijoidemme avulla, joka tarjoaa sinulle mahdollisuuden testata ja toteuttaa ideoita vaivattomasti, nopeasti ja edullisesti. Käytämme alan viimeisintä teknologiaa, joten laatumme valmiille osille on Suomen parasta.

316L teräksen 3D-tulostuksen edut

3D-tulostusteknologia mahdollistaa vaativien ja monimutkaisten komponenttien valmistuksen korkealaatuisesti ja ennätysajassa.

Mallinnuksesta ja prototyyppien valmistuksesta voidaan siirtyä nopeasti kustannustehokkaaseen sarjavalmistukseen, joka varmistaa komponenttien hyvän saatavuuden kysynnän mukaan.

316L on ruostumaton metalliseos, joka soveltuu valmistusmateriaalina lähes kaikkiin vaativiin olosuhteisiin. Materflow:n AM-suunnittelija luo määritystesi mukaan optimoidun 3D-mallin, jonka avulla valmistamme prototyypin tai valmiin varaosan.

3D-tulostuksella ideastasi luodaan fyysinen kappale, ja saat sen käteesi tarkasteltavaksi nopeammin kuin millään muulla tekniikalla. Tällä tavoin tuotteistaminen ja valmiiden osien tuotanto nopeutuu moninkertaisesti ja säästää samalla kustannuksia.

Mikäli sinulle jäi kysyttävää 316L teräksen ominaisuuksista tai soveltuvuudesta omaan käyttöösi, kerromme mielellämme siitä lisää. 

Ota yhteyttä meihin ja kysy miten voimme toteuttaa ideasi!