3D-Druck aus Titanlegierung

Der 3D-Druck von Titanlegierungen überwindet die Einschränkungen der herkömmlichen Herstellung von Titanlegierungen.TitanlegierungenKombinieren Sie die überlegenen Eigenschaften von Titanlegierungen mit der Flexibilität und Effizienz der additiven Fertigung, um den Wandel in der Fertigung voranzutreiben. Der 3D-Druck von Titanlegierungen erweitert die Grenzen und Möglichkeiten der High-End-Fertigung von Präzisionskomponenten für Flugtriebwerke und personalisierte menschliche Implantate bis hin zu leichten Upgrades für High-End-Elektronik und neue Energiegeräte.

 

 

Der Kern des 3D-Drucks von Titanlegierungen ist das additive Prinzip„Dispersion-Ablagerung“: Hochenergetische Wärmequellen wie Laser und Elektronenstrahlen werden verwendet, um Titanlegierungspulver oder -drähte Schicht für Schicht zu schmelzen und so eine schnelle Erstarrung zu erreichen. Im Gegensatz zur traditionellen subtraktiven und formgebenden Fertigung werden Entwürfe direkt in physische Objekte umgewandelt. Dadurch können komplexe Formen und Werkzeuge eingespart werden, was die Zyklen erheblich verkürzt, die Kosten senkt und komplexe Strukturen erzeugt, die mit herkömmlichen Verfahren nicht erreichbar sind.

 

Titanlegierungen zeichnen sich durch hohe Festigkeit, geringeres Gewicht als Stahl, stabile Leistung bei hohen und niedrigen Temperaturen und hervorragende Korrosionsbeständigkeit aus. Aufgrund dieser Eigenschaften sind sie hervorragend mit dem 3D-Druck kompatibel, um extremen Arbeitsbedingungen gerecht zu werden.

Aufgrund ihres hohen Schmelzpunkts und ihrer starken chemischen Aktivität reagieren Titanlegierungen bei hohen Temperaturen leicht mit Sauerstoff und Stickstoff, was zur Versprödung führt. Daher muss der Druck unter Vakuum oder Schutzgas erfolgen, was strenge Anforderungen an Prozesse und Umgebungskontrolle stellt.

 

 

 

Der 3D-Druck von Titanlegierungen hat eine Vielzahl ausgereifter Prozesse entwickelt, um den Anforderungen gerecht zu werden, die von kleinen Präzisionsteilen bis hin zu großen Komponenten und von kundenspezifischen Anpassungen bis hin zur Massenproduktion reichen. Zu den Haupttechnologien gehören SLM, EBM, DED und Binder Jetting.

 

Selektives Laserschmelzen: Am weitesten verbreitet. Es verwendet einen Laser, um Titanlegierungspulver Schicht für Schicht zu schmelzen, was eine hohe Formpräzision und eine Dichte von über 99 % mit Eigenschaften liefert, die denen von Schmiedeteilen ähneln. Es wird hauptsächlich in hochpräzisen Szenarien wie Unterhaltungselektronik und medizinischen Implantaten eingesetzt.

 

Elektronenstrahlschmelzen: Wird durch einen Elektronenstrahl im Vakuum gebildet und verhindert wirksam Oxidation. Geeignet für große-leistungsstarke-Komponenten, die üblicherweise in tragenden Teilen der Luft- und Raumfahrt-verwendet werden.

 

Gezielte Energiedeposition: Kein Pulverbett erforderlich; schmilzt und lagert Titanlegierungsmaterialien direkt ab. Ideal für die Fertigung großer-Teile und Komponentenreparaturen und ermöglicht das Drucken mehrerer Materialien.

 

Binder Jetting: Zuerst geformt und dann gesintert, mit geringen Kosten. Geeignet für die Massenproduktion kleiner und mittelgroßer Teile und verspricht breite zivile Anwendungen.

 

Was die Materialien betrifft,Ti-6Al-4Vist am weitesten verbreitet. Darüber hinaus bilden medizinisches Ti-6Al-4V Grade 23, hoch{8}festes 21S, hochreines Titan und hitzebeständiges Ti-6,5Al-2Zr-1Mo-1V ein komplettes Druckmaterialsystem.

 

 

Der 3D-Druck von Titanlegierungen wurde erstmals in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt und ist mittlerweile in der Medizin, Unterhaltungselektronik, Automobilindustrie, Energiebranche und anderen Bereichen weit verbreitet. Sie hat sich von einer Labortechnologie zu einer groß angelegten Anwendung entwickelt und ist zu einem wichtigen Treiber für die industrielle Modernisierung geworden.

 

Luft- und Raumfahrt: Der 3D-Druck von Titanlegierungen ermöglicht die integrierte Herstellung komplexer Komponenten und sorgt für geringes Gewicht, hohe Festigkeit, Kostenreduzierung und Effizienzsteigerung. Die Treibstoffdüse von GE Aviation ist 25 % leichter; Boeing und Airbus nutzen es für Leichtbauhalterungen; und Chinas großes Passagierflugzeug C919 hat ebenfalls die entsprechende Nachfrage angekurbelt.

 

Medizinisch:Titanlegierungen weisen eine gute Biokompatibilität auf. In Kombination mit der personalisierten 3D-Druck-Anpassung können sie Hüftgelenke, Wirbelsäulenfusionskäfige, Zahnimplantate usw. mit höherer Passgenauigkeit herstellen und so präzise chirurgische Eingriffe und eine schnelle Rehabilitation unterstützen.

 

Unterhaltungselektronik:Faltbare Bildschirmscharniere, Strukturteile von Smartwatches, AR/VR-Komponenten usw. haben den 3D-Druck aus Titanlegierungen übernommen. Hersteller wie Apple und Xiaomi beschleunigen das Layout, um groß angelegte Anwendungen zu fördern.

Darüber hinaus wird die Technologie in leichten Rennsportteilen, hoch{0}temperatur- und korrosionsbeständigen{{1}Komponenten für neue Energiequellen sowie im Hochleistungs-Formenbau eingesetzt, wobei sich die Anwendungsgrenzen ständig erweitern.

 

 

Der 3D-Druck von Titanlegierungen wird immer noch durch drei Engpässe eingeschränkt-Kosten, Qualität und Standards, was seine schnelle Popularisierung im zivilen Sektor behindert.

Übermäßig hohe Kosten: Das Kernproblem. Industrieausrüstung-ist teuer, importierte Ausrüstung kostet über 3,6 Millionen RMB und große Modelle über 10 Millionen RMB. Titanlegierungspulver ist fünf- bis achtmal so teuer wie herkömmliche Riegel und seine Leistung lässt nach wiederholtem Gebrauch nach. Die Nachbearbeitung ist komplex und hochgradig arbeits-aufwendig und macht über 40 % der Gesamtkosten aus.

 

Unzureichende Qualitätsstabilität: Anfällig für Defekte wie Poren, Risse und Verformungen beim Drucken, die die Ermüdungsleistung der Teile beeinträchtigen. Leistungsschwankungen der gleichen Teilecharge können bis zu ±15 % betragen, sodass die Anforderungen für die Massenproduktion und Teile mit hoher {{2}Endlast-nicht erfüllt werden.

 

Unvollständiges Standardsystem und nicht übereinstimmende Industrieökologie: Es bestehen Lücken in den Material-, Prozess- und Akzeptanzstandards. Zertifizierungszyklen und -kosten sind in den Bereichen Luft- und Raumfahrt und Medizin hoch. Design Thinking bleibt traditionell, vielfältige Talente sind Mangelware und eine unzureichende Zusammenarbeit in der Industriekette schränkt groß angelegte Werbung ein.

 

Ruihang ist als direkte Fabrik für die Herstellung von Titanprodukten auf Forschung und Entwicklung sowie Produktion spezialisiert. Das Unternehmen hat seinen Sitz im „Chinas Titanium Valley“ und kurbelt die Titanindustrie weltweit an. Wenn Sie Einkaufsbedarf haben, können Sie uns gerne kontaktieren:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.