titanium poeder 3d printen Toepassingen

Met zijn hoge sterkte-gewichtsverhouding, temperatuurprestaties, corrosiebestendigheid en duurzaamheid is titanium een uitzonderlijk materiaal voor additive manufacturing in kritieke commerciële en industriële toepassingen. In combinatie met de complexe ontwerpvrijheid die mogelijk wordt gemaakt door moderne poederbedfusiemethoden, titanium poeder 3d printen ontsluit nieuw potentieel.

Deze overzichtsgids gaat in op veelgebruikte titaanlegeringen, de bijbehorende mechanische eigenschappen, nabewerkingen om de eigenschappen verder te verbeteren, beschikbare leveranciers die zeer zuivere printpoeders leveren en praktische voorbeelden per eindgebruikindustrie. Vergelijkende tabellen benadrukken de relatieve sterktes van verschillende titanium materialen en printmethoden.

Overzicht van 3D printen met titaniumpoeder

Vergeleken met conventionele subtractieve bewerking biedt additief printen met grondstoffen van fijn titaniummetaalpoeder:

• Minder verspilling van grondstoffen - hoge buy-to-fly ratio ten opzichte van 90%
• Lagere componentmassa - geoptimaliseerd lichtgewicht
• Ontwerpvrijheid - complexiteit niet beperkt door toegang tot gereedschap
• Aanpassing - functies op maat maken
• Vereenvoudigde assemblages - geïntegreerde componenten
• Verbeterde prestaties - sterker dan gegoten en smeedwerk

Zowel laser powder bed fusion als directed energy deposition (DED) technieken kunnen met succes complexe titanium onderdelen maken. Kwaliteitsborging in de gehele AM-workflow - beginnend met zeer zuiver printpoeder - zorgt voor betrouwbare, consistente onderdelen met hoge prestaties.

Opties voor titaniumlegering voor 3D printen

De meest voorkomende titanium materiaalvarianten die gebruikt worden voor additieve toepassingen zijn commercieel zuivere kwaliteiten en titanium 6Al-4V (Ti64). Opkomende legeringen zoals Ti6462 bieden nog meer mogelijkheden.

Matrix standaard titaniumafdruklegeringen

Sporenelementen zoals Fe, C, N en O worden streng gecontroleerd om te voldoen aan de strenge chemische eisen voor AM.

Specificaties voor titanium poeder 3d printen

Bolvormige poeders met een gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling, minimale interne porositeit en strenge chemische zuiverheidsniveaus zijn noodzakelijk voor het printen van hoge kwaliteit met titanium.

Poedergrondstoffen Deeltjesnormen

Normen scherpen morfologische parameters aan om de verpakking van het poederbed en het spreidgedrag tijdens printcycli te verbeteren.

Nabewerkingsmethoden voor Titanium AM-onderdelen

Veelgebruikte nabewerkingstechnieken die worden toegepast om de materiaalprestaties van geprinte onderdelen op basis van titanium te verbeteren:

Gebruikte primaire nabehandelingen

Stressverlagend

Veroudering bij lage temperatuur om restspanningen te verwijderen. Voorkomt mogelijke vervorming of scheuren.

Oppervlakteafwerking

Verbetert precieze afmetingen, breekt scherpe randen of maakt het esthetische uiterlijk glad.

HIP (Hot Isostatic Pressing)

Gelijktijdige verhoogde temperatuur en isostatische druk verdichten interne holtes/poreusheid die aanwezig zijn bij AM-processen.

Hittebehandeling

Verandert de microstructuur van Ti-6Al-4V om taaiheid, breuktaaiheid en vermoeiingslevensduur te optimaliseren.

Bewerking

Levert extreem hoge maatnauwkeurigheid en oppervlakteafwerking die het best tot hun recht komen bij CNC-verspaning van onderdelen die bijna netvormig zijn.

Metalen 3D printtechnieken vergelijken voor titanium

Moderne technieken vergemakkelijken het microlassen van fijn titaniumpoeder met behulp van precisielasersmelten of elektronenbundels in nauwe inerte omgevingen:

Matrix opties titaniumdrukproces

Lasergebaseerde poederbedmethoden worden overwegend gebruikt voor het printen van veeleisende titanium onderdelen dankzij de precieze maatnauwkeurigheid en materiaalzuiverheid.

Toepassingen voor AM-onderdelen van titaniummetaal

De op maat gemaakte mechanische eigenschappen, het lichte gewicht, de corrosiebestendigheid en de bio-inertheid die titanium over een breed temperatuurbereik biedt, zijn zeer geschikt voor:

Diverse sectoren maken gebruik van Titanium 3D printen

Lucht- en ruimtevaart - Motorsteunen, drone-onderdelen, satellietapparatuur Motorsport - Drijfstangen, inlaatspruitstukken, turboladers Medisch & tandheelkundig - Aangepaste orthopedische implantaten, protheses Olie gas - Pijpleidingfittingen, diepwaterkleppen/pompen Stroomopwekking - Lichtgewicht waaiers en turbineschoepen

De mogelijkheid om complexe onderdelen in kleine series te maken met geavanceerde technische metallurgie versnelt de toepassing van titanium. Samenwerkingsverbanden in de toeleveringsketen zorgen voor traceerbaarheid van materialen en herhaalbaarheid van processen.

Industriële leveranciers titanium poeder 3d printen

Leiders die sferische titaniumpoeders van hoge zuiverheid leveren, specifiek voor additieve productieprocessen:

Matrix van producenten van titaniumpoeder

Bereik op basis van $/Kg is sterk afhankelijk van zuiverheid, dichtheid van de poederdistributie, monstername, vereiste certificeringen en inkoopvolumes. Lokale toeleveringsketen helpt doorlooptijden te verkorten.

FAQ

Welk poeder van titaniumlegering wordt als optimaal beschouwd voor medische apparatuur en implantaten?

Dankzij de uitstekende biocompatibiliteit in combinatie met uitstekende vermoeiingsprestaties bij hoge cycli voldoet titanium van medische kwaliteit 5 volgens ASTM F67 aan strenge chemische controles die ideaal zijn voor op de patiënt gerichte apparaten en lastdragende implantaattoepassingen.

Hoe vaak kunnen grondstoffen voor titanium AM-poeder worden hergebruikt?

Titanium printpoeders kunnen effectief 5-10 keer hergebruikt worden voordat ze ververst worden, ervan uitgaande dat strikte controleprotocollen over aanvaardbare zuurstofopnameniveaus van herhaalde thermische cycli onder de maximumdrempels worden gehouden door mengen en zeven.

Welke dichtheid moet worden verwacht voor met laser gesmolten titanium onderdelen zonder nabewerking?

Direct na verwijdering uit een poederbedsysteem met geoptimaliseerde verwerkingsparameters kunnen dichtheden van meer dan 98% worden verwacht voor titaniumcomponenten in de vorm waarin ze worden gemaakt, vergelijkbaar met of beter dan gegoten of gesmede producten waarvoor uitgebreide downstreambewerkingen nodig zijn om vergelijkbare prestaties te bereiken.

Welke nabewerkingstechniek verhoogt de vermoeiingslevensduur het meest?

Voor prominente onderdelen van een Ti-6Al-4V legering die cyclische belastingen te verduren krijgen, zorgt Hot Isostatic Pressing (HIP) voor een tot ~30% langere vermoeiingslevensduur door het minimaliseren van interne holtes en resterende porositeit die typisch aanwezig zijn na metaal-AM processen als gevolg van onvermijdelijke lokale microkrimpeffecten tussen gesmolten poederdeeltjes.

Welke andere methoden voor oppervlakteverbetering dan gerichte energiedepositie passen met succes AM-onderdelen van titanium aan?

Thermische sproeitechnologieën zoals plasma transfer arc (PTA), high velocity air fuel (HVAF) en high velocity oxygen fuel (HVOF) lastechnieken maken dikke beschermende coatings aan de buitenkant mogelijk, waaronder keramiek; cold spray impacts poeders op oppervlakken zorgen voor verdikte secties en slijtagebescherming; laser cladding of laser metal deposition overlay extra metaallegeringen verbeteren de corrosie-, wrijvings- en slagvastheid door superieure metallurgische hechting.

ken meer 3D-printprocessen