titanový prášek 3d tisk Aplikace

Díky vysokému poměru pevnosti a hmotnosti, teplotním parametrům, odolnosti proti korozi a trvanlivosti je titan výjimečným materiálem pro aditivní výrobu v kritických komerčních a průmyslových aplikacích. Ve spojení s komplexní konstrukční svobodou, kterou umožňují moderní přístupy fúze v práškovém loži, titanový prášek 3d tisk odemkne nový potenciál.

Tento přehledný průvodce se zabývá běžnými titanovými slitinami, odpovídajícími mechanickými vlastnostmi, následným zpracováním pro další zlepšení vlastností, dostupnými dodavateli, kteří poskytují prášky pro tisk vysoké čistoty, a praktickými příklady použití podle odvětví konečného použití. Srovnávací tabulky zdůrazňují relativní přednosti různých titanových materiálů a metod tisku.

Přehled 3d tisku titanového prášku

V porovnání s konvenčním subtraktivním obráběním poskytuje aditivní tisk s použitím jemných kovových práškových surovin z titanu:

• Snížení plýtvání surovinami - vysoký poměr nákupu a letu oproti 90%
• Nižší hmotnost součástí - optimalizované odlehčení
• Svoboda návrhu - složitost není omezena přístupem k nástroji
• Přizpůsobení - přizpůsobení funkcí konkrétnímu místu
• Zjednodušené sestavy - integrované komponenty
• Zlepšení výkonu - pevnější než odlitek a kovaný odlitek

Techniky laserové fúze v práškovém loži i nasměrovaného energetického nanášení (DED) mohou úspěšně vyrábět složité titanové díly. Zajištění kvality v celém pracovním postupu AM - počínaje vysoce čistým tiskovým práškem - poskytuje spolehlivé a konzistentní vysoce výkonné součásti.

Možnosti titanových slitin pro 3D tisk

Mezi nejběžnější varianty titanového materiálu využívané pro aditivní aplikace patří komerčně čisté druhy a titan 6Al-4V (Ti64). Nové slitiny, jako je Ti6462, poskytují lepší možnosti.

Standardní matice titanových tiskových slitin

Stopové prvky jako Fe, C, N a O jsou přísně kontrolovány, aby splňovaly přísné chemické požadavky pro AM.

Specifikace pro titanový prášek 3d tisk

Sférické prášky s řízenou distribucí velikosti částic, minimální vnitřní pórovitostí a přísnou úrovní chemické čistoty jsou nezbytné pro vysoce kvalitní tisk s použitím titanu.

Standardy pro částice práškových surovin

Normy zpřísňují morfologické parametry, aby se zlepšilo balení práškového lože a chování při roztírání během tiskových cyklů.

Metody následného zpracování titanových dílů AM

Běžné techniky následného zpracování používané ke zlepšení vlastností materiálu tištěných součástí na bázi titanu:

Použité primární následné ošetření

Odstraňování stresu

Nízkoteplotní stárnutí k odstranění zbytkových napětí. Zabraňuje možnému kroucení nebo praskání.

Povrchová úprava

Zlepšuje přesné rozměry, přerušuje ostré hrany nebo vyhlazuje vnější estetický vzhled.

HIP (izostatické lisování za tepla)

Současná zvýšená teplota a izostatický tlak zhušťují vnitřní dutiny/pórovitost vzniklé při AM procesech.

Tepelné zpracování

Změny mikrostruktury Ti-6Al-4V pro optimalizaci tažnosti, lomové houževnatosti a únavové životnosti.

Obrábění

Přináší extrémně přesné rozměry a povrchovou úpravu, které se nejlépe řeší CNC obráběním dílů s téměř čistým tvarem.

Porovnání technik 3D tisku kovů pro titan

Moderní techniky usnadňují mikrosvařování jemného titanového prášku pomocí přesného laserového tavení nebo elektronových paprsků v těsném inertním prostředí:

Matice možností tisku titanu

Díky přesnosti rozměrů a čistotě materiálu se při tisku náročných titanových komponent převážně používají metody založené na laserovém práškovém loži.

Aplikace titanových kovových dílů AM

Přizpůsobitelné mechanické vlastnosti, nízká hmotnost, odolnost proti korozi a biologická inertnost titanu v širokém teplotním rozsahu jsou vhodné pro:

Různorodá průmyslová odvětví využívající titanový 3D tisk

Aerospace - Držáky motorů, součásti dronů, satelitní vybavení Motorsport - ojnice, sací potrubí, turbodmychadla Lékařské a zubní služby - Ortopedické implantáty na zakázku, protetika Ropa a plyn - Potrubní armatury, hlubinné ventily/čerpadla Výroba elektřiny - Lehká oběžná kola a lopatky turbín

Schopnost vyrábět složité nízkoobjemové součásti s pokročilou inženýrskou metalurgií urychluje zavádění titanu. Partnerství napříč dodavatelským řetězcem zajišťuje sledovatelnost materiálu a opakovatelnost procesu.

Průmysloví dodavatelé poskytující titanový prášek 3d tisk

Přední dodavatelé vysoce čistých sférických titanových prášků speciálně pro aditivní výrobní procesy mají:

Matrice výrobců titanového prášku

Rozsah na bázi $/Kg výrazně závisí na čistotě, těsnosti distribuce velikosti prášku, odběru vzorků, požadovaných certifikacích a nákupních objemech. Místní dodavatelský řetězec pomáhá zkrátit dodací lhůty.

FAQ

Který prášek ze slitiny titanu je považován za optimální pro lékařské přístroje a implantáty?

Díky své vynikající biokompatibilitě v kombinaci s vynikajícím výkonem při únavě při vysokých cyklech splňuje titan pro lékařské účely třídy 5 podle normy ASTM F67 přísné chemické kontroly, které jsou ideální pro zařízení směřující k pacientovi a nosné implantáty.

Kolikrát lze suroviny pro výrobu titanového prášku AM znovu použít?

Titanové tiskové prášky mohou být před obnovením efektivně použity obvykle 5-10krát za předpokladu, že jsou přísné monitorovací protokoly nad přijatelnými úrovněmi zachycování kyslíku z opakovaných tepelných cyklů udržovány pod maximálními prahovými hodnotami prostřednictvím míchání a prosévání.

Jakou hustotu lze očekávat u laserem tavených titanových dílů bez následného zpracování?

Bezprostředně po vyjmutí ze systému s práškovým ložem a optimalizovanými parametry zpracování lze u hotových titanových součástí očekávat téměř plnou hustotu nad 98%, která se vyrovná a předčí odlévané nebo tepané výrobky vyžadující rozsáhlé následné operace k dosažení podobného výkonu.

Jaká technika následného zpracování nejvíce zvyšuje životnost při únavě?

U významných dílů ze slitiny Ti-6Al-4V, které jsou vystaveny cyklickému namáhání, poskytuje lisování za tepla (HIP) až ~30% delší únavovou životnost díky minimalizaci vnitřních dutin a zbytkové pórovitosti, které jsou obvykle přítomny po procesech AM kovů v důsledku nevyhnutelných lokálních mikrosmršťovacích efektů mezi roztavenými částicemi prášku.

Jaké další metody vylepšování povrchu úspěšně upravují titanové díly AM mimo techniky nanášení směrované energie?

Technologie tepelného nástřiku, jako je svařování plazmovým obloukem (PTA), vysokorychlostní svařování vzduchem (HVAF) a vysokorychlostní svařování kyslíkem (HVOF), umožňují vytvářet silné ochranné vnější povlaky, včetně keramiky; prášky nanášené studeným nástřikem na povrchy zajišťují zesílené profily a ochranu proti opotřebení; laserové plátování nebo laserové nanášení kovů překrývá další kovové slitiny, které zvyšují odolnost proti korozi, tření a nárazům díky vynikajícímu metalurgickému spojení.

znát více procesů 3D tisku