Polvo de aleación de titanio

Todo lo que debe saber sobre los proveedores de polvo metálico para impresión 3D

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BNi-5 Polvo

Polvo de aleación de titanio se compone de titanio mezclado con otros elementos metálicos como aluminio, vanadio, hierro y molibdeno. Los polvos se fabrican mediante atomización con gas, un proceso que utiliza gas a alta presión para convertir la aleación fundida en finas partículas esféricas ideales para la fabricación aditiva.

Las aleaciones de titanio ofrecen la mejor relación resistencia-peso de todos los materiales metálicos. Son tan resistentes como el acero pero 45% más ligeras. Cuando se producen como polvos finos, las aleaciones de titanio se convierten en materia prima idónea para técnicas de fabricación avanzadas como el sinterizado selectivo por láser (SLS), la fusión por haz de electrones (EBM) y la inyección de aglutinante. Estos métodos permiten formas intrincadas y diseños personalizados que no son posibles con la fabricación tradicional.

El titanio y sus aleaciones destacan por su resistencia a la corrosión en entornos agresivos. Soportan el agua salada, los ácidos y el cloro mucho mejor que las aleaciones de aluminio, magnesio o acero. El titanio también es inerte y no tóxico cuando se implanta en el cuerpo humano. Esta biocompatibilidad lo hace inestimable para dispositivos e implantes médicos.

Con propiedades avanzadas como alta resistencia, baja densidad, resistencia a la corrosión y biocompatibilidad, los polvos de aleación de titanio permiten fabricar piezas más ligeras, resistentes y duraderas en los sectores aeroespacial, automovilístico, médico, químico, naval y de consumo.

Aleación de titanio Composición del polvo

Los polvos de aleación de titanio contienen principalmente titanio junto con elementos de aleación para mejorar la resistencia, la dureza y el rendimiento a altas temperaturas. Las aleaciones de titanio más comunes son Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI y Ti-3Al-2,5V.

AleaciónComposición
Ti-6Al-4V90% titanio, 6% aluminio, 4% vanadio
Ti-6Al-4V ELI90% titanio, 6% aluminio, 4% vanadio, bajas impurezas intersticiales
Ti-3Al-2,5V95% titanio, 3% aluminio, 2,5% vanadio

Otros elementos de aleación como el hierro, el molibdeno, el circonio, el estaño, el tántalo o el niobio pueden estar presentes en pequeñas cantidades. La composición se controla cuidadosamente para conseguir las propiedades deseadas tras la fabricación aditiva.

Las propiedades únicas de las aleaciones de titanio en polvo permiten aplicaciones avanzadas de fabricación, aeroespaciales, médicas y otras de vanguardia.

PropiedadTi-6Al-4VTi-6Al-4V ELITi-3Al-2,5V
Densidad4,43 g/cm34,43 g/cm34,48 g/cm3
Punto de fusión1604°C1604°C1615°C
Resistencia a la tracciónMínimo 1170 MPaMínimo 1100 MPaMínimo 1095 MPa
Límite elásticoMínimo 1035 MPaMínimo 1035 MPaMínimo 1000 MPa
Alargamiento10-15%8-15%8-10%
Módulo elástico114 GPa114 GPa115 GPa
Resistencia a la fatiga485 MPa485 MPa450 MPa
Resistencia a la fractura75 MPa-m^1/260 MPa-m^1/265 MPa-m^1/2
Conductividad térmica7 W/m-K7 W/m-K6,7 W/m-K
Resistividad eléctrica170-190 μΩ-cm170-190 μΩ-cm172 μΩ-cm
Coeficiente de dilatación térmica8,6 μm/m-°C8,6 μm/m-°C8,8 μm/m-°C

Las propiedades de las piezas impresas dependen del proceso de fabricación aditiva, así como del tratamiento térmico posterior a la impresión. Por ejemplo, la fusión por haz de electrones (EBM) genera microestructuras más finas y mejores propiedades mecánicas que la fusión selectiva por láser (SLM). El tratamiento posterior, como el prensado isostático en caliente (HIP), puede mejorar aún más la densidad, el acabado superficial, la precisión dimensional y el rendimiento del material.

Algunas de las principales áreas de aplicación del polvo de aleación de titanio son:

IndustriaAplicaciones
AeroespacialComponentes del motor, piezas del fuselaje, elementos de fijación, sistemas hidráulicos
MédicoImplantes, instrumentos quirúrgicos, raíces dentales, aparatos de ortodoncia
AutomociónBielas, válvulas, muelles, fijaciones, engranajes
QuímicaBombas, válvulas, tuberías, intercambiadores de calor, recipientes de reacción
Petróleo y gasBrocas, herramientas de acabado, componentes submarinos
Generación de energíaÁlabes de turbina, intercambiadores de calor, tuberías de vapor y gas
Artículos deportivosPalos de golf, cuadros de bicicleta, palos de hockey, palos de lacrosse
Bienes de consumoRelojes, gafas, joyas, smartphones, cámaras

Las aleaciones de titanio permiten diseños ligeros y de alto rendimiento en sectores en los que la solidez, la resistencia a la corrosión y la biocompatibilidad son fundamentales. La flexibilidad de la pulvimetalurgia permite fabricar piezas complejas con forma de red que no son posibles con los productos de titanio convencionales.

Los polvos de aleación de titanio están disponibles en diferentes rangos de tamaño, composiciones, métodos de producción y niveles de pureza. Estos son algunos de los principales parámetros de especificación:

ParámetroValores típicos
Tamaño de las partículas10-45 μm, 15-53 μm, 45-150 μm
Forma de las partículasEsférica, irregular
Método de producciónAtomización de gas, proceso de electrodo giratorio de plasma, hidruro-dehidruro
PurezaGrado 1, 2, 3, 4, 5
Grado de aleaciónTi-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-555, Ti-1023, etc.
Densidad aparente2,5-4,5 g/cm3
Densidad del grifoHasta 80% de densidad de material
Contenido de oxígeno3000-5000 ppm
Contenido en nitrógeno150-500 ppm
Contenido en hidrógeno100-200 ppm
CaudalHasta 25 s/50 g
Superficie específica0,1-1,0 m2/g

Las especificaciones se basan en la norma ASTM B988 para polvo de aleación de titanio esférico atomizado con gas y otras normas internacionales. También hay disponibles composiciones y características de partículas personalizadas para aplicaciones especializadas.

El precio del polvo de aleación de titanio depende de muchos factores:

FactorImpacto en el precio
Composición de la aleaciónUn mayor contenido de aleación aumenta el coste
Nivel de purezaLos grados de mayor pureza son más caros
Distribución granulométricaLos tamaños más pequeños tienen un precio más elevado
Método de producciónLos polvos de plasma y HDH cuestan más que los atomizados con gas
Cantidad del pedidoLos precios disminuyen con pedidos más grandes
EmbalajeLas latas selladas con purga de argón añaden coste

Algunos precios orientativos:

  • Ti-6Al-4V polvo 15-45 μm: $50-80/lb
  • Ti-6Al-4V polvo 45-150 μm: $30-50/lb
  • Los lotes pequeños en latas selladas son ~30% más altos
  • Plasma Ti-6Al-4V polvo: $120-150/lb
  • Polvo de grado de pureza 1: $200-300/lb

Póngase en contacto con proveedores reputados como AP&C, Tekna y Advanced Powders para obtener un presupuesto basado en sus requisitos específicos. Desconfíe de los polvos de bajo coste de fuentes desconocidas y calidad dudosa.

Comparación de los métodos de producción de polvo de titanio

MétodoAtomización de gasesAtomización por plasma
DescripciónAleación fundida en cámara de vacío, impactada por chorros de gas inerte de alta velocidad para hacer polvo.Aleación fundida mediante antorcha de arco de plasma, vapor de gotitas ultrafinas solidificadas rápidamente en polvo.
Tamaño de las partículas15-150 micras5-45 micras
Forma de las partículasEsferoides irregularesMuy esférica
Recogida de oxígenoModeradoBajo
CosteBajaMás alto
EscalabilidadMayor capacidadPequeños lotes
Aplicaciones típicasLa mayor parte de la fabricación aditivaAeroespacial, médica

La atomización con gas es el método de producción estándar utilizado por los principales proveedores de polvo de titanio. La atomización por plasma crea polvos más finos y esféricos, pero tiene un coste más elevado y un rendimiento menor.

P: ¿Cuáles son las principales ventajas de utilizar polvo de aleación de titanio?

R: Las principales ventajas son la excelente relación resistencia-peso, la resistencia a la corrosión, la biocompatibilidad, la flexibilidad de diseño, la capacidad de producir piezas complejas de forma neta y el rendimiento a altas temperaturas.

P: ¿Qué industrias utilizan más el polvo de aleación de titanio?

R: Los principales usuarios de polvo de titanio para componentes avanzados son los sectores aeroespacial, médico, de automoción, de procesamiento químico, de petróleo y gas, de artículos deportivos y de generación de energía.

P: ¿Cuáles son algunos ejemplos de aplicaciones del polvo de aleación de titanio?

R: Las aplicaciones específicas incluyen piezas de motores y fuselajes de aviones, implantes e instrumentos biomédicos, válvulas y bielas de automóviles, equipos de procesamiento químico, palos de golf, relojes y bicicletas.

P: ¿Qué composiciones de aleación se utilizan habitualmente con el polvo de titanio?

R: Las aleaciones más conocidas son Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, Ti-555, Ti-1023 y los grados 1 a 4 de titanio comercialmente puro. La composición exacta se adapta a los requisitos de propiedades y procesamiento.

P: ¿Qué procesos de fabricación utilizan polvo de aleación de titanio como materia prima?

R: Los principales procesos son el moldeo por inyección de metal (MIM), la fusión de polvo por láser (L-PBF), la fusión de polvo por haz de electrones (EB-PBF) y la deposición de energía dirigida (DED).

P: ¿Cuáles son las propiedades de las aleaciones de titanio pulvimetalúrgicas en comparación con el titanio forjado y fundido?

R: Con un procesamiento óptimo, las piezas de titanio pulvimetalúrgicas pueden alcanzar propiedades mecánicas equivalentes y, en ocasiones, superiores a las de los productos de fundición o forja. Sin embargo, la anisotropía de las propiedades y los defectos exigen un control y una cualificación rigurosos.

P: ¿Cuáles son algunas de las principales especificaciones del polvo de aleación de titanio?

R: Entre las características importantes se incluyen la distribución del tamaño de las partículas, la forma de las partículas, la densidad aparente, la densidad de toma, el caudal, la composición de la aleación, el contenido de oxígeno/nitrógeno/hidrógeno, la superficie específica y el método de producción del polvo.

P: ¿Qué precauciones hay que tomar al manipular polvo de aleación de titanio?

R: Una atmósfera inerte, evitar las fuentes de ignición, conectar a tierra el equipo, minimizar la generación de polvo y utilizar EPI son esenciales para manipular con seguridad el polvo de titanio reactivo. Se necesitan procedimientos estrictos para evitar la contaminación o los cambios en las características del polvo.

Precio al por mayor: $20/Kg-$300/Kg

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Preguntas frecuentes sobre la impresión 3D de polvo metálico

¿Cómo puedo ponerme en contacto con el servicio de atención al cliente de Metal3DP?

Ofrecemos atención al cliente 24 horas al día, 7 días a la semana. Encontrará nuestros datos de contacto en la página Contáctenos, incluidos el teléfono, el correo electrónico y el chat en línea.

Ofrecemos diversos polvos metálicos de alta calidad, como acero inoxidable y aleaciones de alta temperatura, adecuados para procesos como la fusión de lecho de polvo por láser y haz de electrones.

Con una amplia experiencia en la fabricación aditiva de metales, empleamos procesos avanzados y un estricto control de calidad para garantizar las propiedades mecánicas y la calidad superficial de las piezas.

Nuestros dispositivos tienen una amplia gama de aplicaciones en industrias como la aeroespacial, la médica y la de automoción, entre otras, y proporcionan soluciones para componentes metálicos de alto rendimiento en la fabricación.

Sí, ofrecemos servicios de aleación a medida para satisfacer las necesidades específicas de material de los clientes.

Nuestros sistemas SEBM destacan en la producción de piezas metálicas complejas con propiedades mecánicas excepcionales. Entre sus principales características se incluyen el volumen de fabricación, la precisión y la fiabilidad líderes del sector.

Sí, nuestro sitio web presenta una amplia gama de casos de aplicación que demuestran el éxito de la implantación de la tecnología Metal3DP en diversos sectores.

Póngase en contacto con nosotros y nuestro equipo le ofrecerá soluciones a medida y planes de colaboración basados en sus necesidades.

El plazo de entrega de los servicios personalizados varía en función de la complejidad del proyecto. Le proporcionaremos plazos de entrega precisos en función de sus requisitos.

Estamos especializados en sinterización selectiva por láser (SLS), fusión selectiva por láser (SLM) y fusión selectiva por haz de electrones (SEBM), entre otras tecnologías de impresión 3D.

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