Titan Ti-64 pro 3D tisk kovů
Obsah
titan ti-64 pro 3d tisk kovů, zkráceně Ti-64, je titanová slitina pro letecký průmysl, která se široce používá pro kritické aplikace aditivní výroby v letectví, zdravotnictví, automobilovém průmyslu a všeobecném strojírenství. Tato příručka poskytuje technický přehled práškové metalurgie Ti-64 včetně složení, údajů o mechanických vlastnostech, podrobností o AM zpracování, následných úpravách, aplikacích, analýze nákladů, specifikacích výrobků a srovnání s alternativními titanovými třídami.
Přehled titanových ti-64 pro 3d tisk kovů
Slitina titanu Ti-6Al-4V (třída 5) poskytuje optimální rovnováhu mezi pevností, lomovou houževnatostí a odolností proti korozi v kombinaci s prokázanou biokompatibilitou - díky tomu je nejrozšířenějším materiálem pro kritické kovové komponenty vytištěné 3D tiskem v různých průmyslových odvětvích.
Vzhledem k tomu, že se AM rozšiřuje z prototypování na sériovou výrobu leteckých komponentů a implantátů pro pacienty, stal se Ti-64 referenčním práškem, s nímž se porovnávají nové materiály.
Nabízí:
- Vynikající poměr pevnosti a hmotnosti
- Vysoká tvrdost a lomová houževnatost až 550 MPa
- Tažnost pro složité geometrie
- Biokompatibilita a netoxičnost
- Testovaný rodokmen trvající desítky let
- Dostupný dodavatelský řetězec a nákladová efektivita
Pokračujte ve čtení a získejte podrobné technické informace o přístupech práškové metalurgie k výrobě 3D tištěných titanových dílů Ti-64.
![Titan Ti-64 pro 3D tisk kovů 1 titan ti-64 pro 3d tisk kovů](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/Niobium-Powder.jpg)
Složení a konstrukce slitiny
Slitina titanu Ti-64 se skládá převážně z titanu s příměsí hliníku a vanadu:
Živel | Hmotnost % | Role |
---|---|---|
titan (Ti) | Balance, ~90% | Odolnost proti korozi, biokompatibilita |
hliník (Al) | 5.5-6.75% | Pevný posilovač roztoku |
Vanad (V) | 3.5-4.5% | Stabilizátor fáze |
železo (Fe) | <0,3% | Kontaminant |
Kyslík (O) | <0,2% | Kontaminant |
Stopové prvky jako uhlík, dusík a vodík jsou minimalizovány, protože zhoršují mechanické vlastnosti. Koncentrace železa a kyslíku jsou rovněž nízké.
Hliník stabilizuje alfa fázi, zatímco vanad po vhodném tepelném zpracování vytváří zpevňující beta sraženiny. Tato dvojí fázová syntéza zajišťuje vynikající výkon.
Klíčové vlastnosti Ti-64
- Pevnost v tahu: 880 MPa
- Pevnost v tahu: 950 MPa
- Prodloužení: 14%
- Tvrdost: 350 Brinell
- Limit únavy: 500 MPa
- Lomová houževnatost: 75 MPa√m
- Pevnost ve smyku: 690 MPa
- Youngův modul: 115 GPa
- Hustota 4,43 g/cc
- Bod tání: 1604°C
Tyto vlastnosti jsou silně závislé na správném tepelném zpracování, o kterém bude pojednáno později. Hodnoty se také mírně liší mezi procesy AM s drátovým a práškovým ložem, což vyžaduje úpravu parametrů.
titan ti-64 pro 3d tisk kovů Výroba
Lékařské a letecké aplikace vyžadují přísnou kontrolu, aby se dosáhlo bezchybných konstrukcí, takže výroba prášků se řídí přísnými specifikacemi:
Kroky | Podrobnosti |
---|---|
Odlévání ingotů | Trojitý obloukově tavený ingot odlitý s přísnou kontrolou chemismu |
Přetavení | Volitelné čištění VAR nebo ESR pro kritická použití |
Atomizace plynu | Vysokotlaký inertní plyn argon vytváří jemné kapičky |
Sítování | Více stupňů klasifikace podle norem pro distribuci velikosti částic (PSD) |
Kondice | Vysoušení, míchání, průtokové přísady |
Závěrečné testování | PSD, Hallova průtoková rychlost, chemické testy, snímky SEM |
Balení | Plechovky nebo láhve plněné argonem odolné proti vlhkosti |
Významné vlastnosti:
- Sférická morfologie částic s několika satelity
- Sypký prášek bez hrudkování a ulpívání
- Řízené pásmo PSD s většinovým rozložením mezi 15 mikrony a 45 mikrony
- Chemikálie odpovídající třídám ASTM F2924 a F3001
- Konzistentní dávky s údaji o opakovatelnosti ve velkých objemech výroby
- Sledovatelnost dokladů ke zdrojovým odlitkům ingotů
Takto přísná kontrola výroby zajišťuje spolehlivé výtisky bez vad po ověřených úpravách parametrů stroje.
Aplikace titanu ti-64 pro 3d tisk kovů
Biokompatibilita této slitiny a vysoký poměr pevnosti a hmotnosti vyhovují mnoha kritickým aplikacím:
Aerospace
- Konstrukční konzoly, přepážky a díly podvozku
- Lopatky a oběžná kola turbíny
- Součásti interiéru letadla
Lékařské a zubní služby
- Ortopedické implantáty, jako jsou kolenní a kyčelní klouby a páteřní klece.
- Zubní abutmenty a můstky
- Chirurgické nástroje vyžadující sterilizaci
Automobilový průmysl
- Lehké písty, ojnice
- Součásti luxusních a závodních vozů včetně ventilů
Chemické zpracování
- Korozivzdorné díly pro manipulaci s kapalinami, jako jsou trubky, ventily.
- Potravinářské/farmaceutické filtry a pouzdra
3D tisk Ti-64 se také stále více uplatňuje v odvětvích s vysokou přidanou hodnotou, jako je robotika, sportovní zboží a tepelný management elektroniky, kde se využívá svobody návrhu.
Dále se podrobněji seznámíme s oblíbenými technikami tavení v práškovém loži, které se používají ke zpracování této univerzální práškové slitiny pro kritické hotové součásti.
3D tisk kovů pomocí titanového prášku Ti-64
Laserová technologie i technologie práškového lože s elektronovým paprskem natavují Ti-64 na plnou hustotu přes konstrukční desku vrstvu po vrstvě:
Laserová fúze v práškovém loži (L-PBF)
- Selektivní laserové tavení (SLM) a přímé laserové spékání kovů (DMLS)
- Fokusované vláknové lasery s vysokým výkonem Yb nebo Nd:YAG
- Inertní argonová atmosféra s obsahem kyslíku pod 500 ppm
- Optické sledování tavenin v reálném čase
Fúze v práškovém loži s elektronovým svazkem (E-PBF)
- Výkonný elektronový svazek 60 kV až 150 kV ve vakuu
- Ultrarychlé skenování paprsku rychlostí vyšší než 25 000 mm/sec.
- Vysoká produktivita pro menší komponenty
- Snadnější svařování titanu hlubším průvarem
U větších dílů umožňují metody směrovaného nanášení energie (DED) přidávat materiál přes základní struktury. Více přístupů AM umožňuje optimalizovat mechanické vlastnosti a povrchovou úpravu.
Výhody
- Složité geometrie nepodporované při odlévání nebo obrábění
- Zkrácení dodacích lhůt a nižší náklady oproti subtraktivním krokům
- Minimální plýtvání materiálem a poměry nákupu a letu přesahující 90%
- Konzistentní výsledky při dlouhých stavbách po vyladění
- Svoboda designu umožňuje zvýšení výkonu
Pro jejich získání je však nezbytné pečlivé předběžné a následné zpracování.
Kroky před a po zpracování
Dosažení bezchybných sestav zahrnuje integrované protokoly:
Předběžné zpracování
- Testovací matice pro optimalizaci parametrů na vyhrazených strojích
- Sledování podmínek prášku a opětovné použití směšovacích poměrů
- Počáteční tepelné zpracování pro zajištění rovnoměrných vlastností částic
- Pečlivé uložení a orientace dílů na konstrukční desce
Následné zpracování
- Odstraňování dílů z desky pomocí drátové / pásové pily
- Rozsáhlé následné obrábění a dokončovací práce
- Izostatické lisování za tepla (HIP) k odstranění vnitřních dutin
- Solucionizace, stárnutí a stabilizační tepelné úpravy
- Závěrečné validační zkoušky zajištění kvality
Takové komplexní řízení zpracování umožňuje využít plný potenciál aditivní výroby pomocí Ti-64 a nespoléhat se pouze na tiskárny.
Specifikace
Dávky slitiny Ti-64 pro uživatele v lékařství nebo letectví vyžadují certifikaci:
Parametr | Typické hodnoty |
---|---|
Chemie podle AMS 4928 | Výše uvedená tabulka |
Distribuce velikosti částic | D10 20 μm, D50 35 μm, D90 50 μm |
Morfologie | Převážně sférické + satelity |
Zdánlivá hustota | 2,7 - 3,2 g/cc |
Hustota poklepání | 3,2 - 4,0 g/cc |
Průtoková rychlost | 30 - 35 s pro 50 g, nálevka v hale |
Analýza povrchového kyslíku | < 2000 ppm |
Nečistoty | Fe < 3000 ppm, H< 100 ppm |
Vlastní prosévání do užších pásů je možné, ale zvyšuje náklady. Odpovídající parametry stroje AM klienta a schválené kontroly kvality zajišťují opakovatelnost výkonu ve všech výrobních úlohách.
titan ti-64 pro 3d tisk kovů Analýza dostupnosti a nákladů
Letecká třída Ti-6Al-4V je oproti standardním třídám Ti cenově výhodnější díky specializovanému tavení, přísnému testování kvality a tvarovému inženýrství prášku:
Produkt | Množství | Cenové rozpětí |
---|---|---|
Prášek Ti-64 pro výzkum a vývoj | 0,5 kg | $500+ |
Ti-64 Prototypovací prášek | 10 kg | $150+ za kg |
Ti-64 Výrobní prášek | 1000+ kg | $50+ za kg |
Náklady zůstávají na vyšší úrovni, ale nadále se zlepšují s tím, jak AM rozšiřuje použití slitiny Ti-64, což umožňuje optimalizaci výroby z hlediska úspor z rozsahu. Malé vzorky pro výzkum a vývoj lze nyní zakoupit bez MOQ, ale výrobní zakázky vyžadují předpovědi objednávek.
Srovnání Ti-64 vs. alternativní slitiny titanu
Zatímco Ti-64 je nejrozšířenější, ostatní třídy nyní soupeří jako alternativní možnosti AM:
Slitina | Síla | Tažnost | Odolnost proti oxidaci | Náklady |
---|---|---|---|---|
Ti-64 (Ti-6Al-4V) | Velmi vysoká | Střední | Střední | $$$ |
Ti-5553 (Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr) | Velmi vysoko | Střední | Lepší | $$$ |
Ti-1023 (Ti-10V-2Fe-3Al) | Vysoký | Vyšší | Dobrý | $$ |
Ti-48Al-2Cr-2Nb (Ti4822) | Střední | Křehké | Nejlepší | $$$$ |
Klíčové výhody konvenční technologie Ti-64 jsou:
- Prověřený materiálový rodokmen za více než 30 let
- Hladší povrchová úprava u sestav AM
- Zavedené protokoly tepelného zpracování
- Údaje o přípustných hodnotách pro kvalifikaci návrhu
- Snadno dostupné s konkurenceschopnou nabídkou
Omezení systému Ti-64:
- Nejedná se o titan s absolutně nejvyšší pevností
- Náchylné k tepelné oxidaci bez kontroly
- Vyžaduje rozsáhlé izostatické lisování za tepla (HIP)
Každý z popsaných kompromisů tak napomáhá výběru optimalizovaných tříd podle požadavků aplikace.
![Titan Ti-64 pro 3D tisk z kovu 8 titan ti-64 pro 3d tisk kovů](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/AlSi50.jpg)
Souhrn
Aditivní výroba dává konstruktérům nebývalou svobodu při navrhování vysoce výkonných titanových komponent Ti-64, která je nesrovnatelná se staršími technikami. Díky kombinaci vznikajících digitálních možností s rozsáhlými materiálovými daty ověřenými během více než 30 let realizace v leteckém a lékařském průmyslu mohou inženýři nasadit nové inovativní 3D tištěné geometrie využívající výhod Ti-64 se sníženým kvalifikačním rizikem. Pro využití plného potenciálu této univerzální vysokopevnostní slitiny však stále zůstávají zásadní pečlivé kontroly při výrobě prášku, manipulaci se skladem, zpracování kovů AM a následných úpravách.
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