titanový prášek 3d tisk Aplikace
Obsah
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.
![titanový prášek 3d tisk Aplikace 1 titanový prášek 3d tisk](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/Gh3536.jpg)
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
Slitina | Složení | Vlastnosti | Běžné použití |
---|---|---|---|
CP stupeň 1 | Ti 99,2%, limity Fe/O/N/C | Vynikající odolnost proti korozi, průměrná mechanická odolnost | Chemické závody, mořské závody |
CP stupeň 2 | Ti 99,4%, limity Fe/O/N/C | Lepší pevnost než Gr1, stejně odolný proti korozi | Letecké a kosmické rámy, implantáty |
Ti-6Al-4V | Ti 90%, Al 6%, V 4% | Tvrdší, vynikající poměr pevnosti a hmotnosti | Letectví a motorsport |
Ti6462 | Ti Bal, Al 5,8-6,8%, Mo 3% | Vysoká odolnost proti únavě. Specifikace pro letectví a kosmonautiku ve vývoji | Letecké komponenty nové generace |
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
Měření | Požadavek |
---|---|
Rozsah velikostí | 15 - 53 mikronů |
Průměrná velikost částic | 25-35 mikronů |
Tvar částice | Vysoce sférický |
Zdánlivá hustota | 2,7 - 3,7 g/cm3 |
Klepněte na položku Hustota | 3,2 - 4,2 g/cm3 |
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
Metoda | Popis | Výhody | Omezení |
---|---|---|---|
Fúze laserového práškového lože | Laser selektivně taví oblasti práškového lože na základě vstupního modelu CAD | Nejvyšší komerční využití; nejlepší vlastnosti materiálu pro konečné použití | Poměrně pomalejší rychlost sestavování |
Tavení elektronovým paprskem | Elektronový paprsek taví prášek rozptýlený po konstrukční desce ve vysokém vakuu. | Výjimečná konzistence mezi jednotlivými díly; velké potenciální stavební objemy | Náročné zpracování reaktivního elementárního titanu bez přísné kontroly atmosféry |
Přímé ukládání energie | Fokusovaný laser taví kovový prášek ve spreji, který působí na tiskovou plochu. | Možnost použití větších součástí; umožnění oprav | Značná pórovitost zpochybňuje mechanické vlastnosti 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
Společnost | Společné známky | Typické ceny, $/Kg |
---|---|---|
AP&C | Ti-6Al-4V, Gr2, Gr5, Ti6462 | $100 – $500 |
Technologie LPW | Ti-6Al-4V, Gr23, Ti64 | $150 – $600 |
Tekna | Ti-6Al-4V | $250 – $400 |
Sandvik | Ti-6Al-4V | $200 – $350 |
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.
Sdílet na
Facebook
Cvrlikání
LinkedIn
WhatsApp
E-mailem
MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.
Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!
Související články
O Met3DP
Přehrát video
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.
![malé kovové 3dp logo](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731