Impressão 3D em liga de titânio

A impressão 3D em liga de titânio supera as limitações da fabricação convencional de liga de titânio.Ligas de titâniocombine as propriedades superiores das ligas de titânio com a flexibilidade e eficiência da fabricação aditiva para impulsionar a transformação na fabricação. A impressão 3D em liga de titânio está expandindo os limites e as possibilidades da fabricação-de ponta, desde componentes de precisão para motores-aéreos e implantes humanos personalizados até atualizações leves em eletrônicos-de última geração e novos equipamentos de energia.

 

 

O núcleo da impressão 3D em liga de titânio é o princípio aditivo de"dispersão-deposição": fontes de calor de alta-energia, como lasers e feixes de elétrons, são usadas para derreter pó ou fio de liga de titânio, camada por camada, para uma solidificação rápida. Distingue-se da tradicional fabricação subtrativa e formativa, transformando diretamente designs em objetos físicos. Pode eliminar moldes e ferramentas complexas, encurtando significativamente os ciclos, reduzindo custos e produzindo estruturas complexas inatingíveis com processos convencionais.

 

As ligas de titânio têm propriedades de alta resistência, peso mais leve que o aço, desempenho estável em altas e baixas temperaturas e excelente resistência à corrosão. Estas propriedades os tornam altamente compatíveis com a impressão 3D para atender condições extremas de trabalho.

Devido ao seu alto ponto de fusão e forte atividade química, as ligas de titânio reagem facilmente com oxigênio e nitrogênio em altas temperaturas, levando à fragilização. Portanto, a impressão deve ser realizada sob proteção a vácuo ou gás inerte, impondo exigências rigorosas de processos e controle ambiental.

 

 

 

A impressão 3D em liga de titânio desenvolveu uma variedade de processos maduros para atender às demandas que vão desde peças pequenas de precisão até componentes grandes, e desde personalização até produção em massa. As principais tecnologias incluem SLM, EBM, DED e jato de ligante.

 

Fusão seletiva a laser: O mais amplamente aplicado. Utiliza laser para fundir pó de liga de titânio camada por camada, proporcionando alta precisão de conformação e densidade superior a 99%, com propriedades próximas às peças forjadas. Ele é usado principalmente em cenários de alta-precisão, como produtos eletrônicos de consumo e implantes médicos.

 

Fusão de feixe de elétrons: Formado por um feixe de elétrons no vácuo, evitando efetivamente a oxidação. Adequado para componentes de grande-tamanho e alto{2}}desempenho, comumente usados ​​em peças de suporte de carga-aeroespaciais.

 

Deposição dirigida de energia: Não é necessária cama de pó; derrete e deposita diretamente materiais de liga de titânio. Ideal para fabricação de-peças grandes e reparo de componentes, além de permitir a impressão de vários-materiais.

 

Jateamento de encadernação: Primeiro formado e depois sinterizado, com baixo custo. Adequado para produção em massa de peças de pequeno e médio-tamanho, prometendo amplas aplicações civis.

 

Em termos de materiais,Ti-6Al-4Vé o mais utilizado. Além disso, Ti-6Al-4V grau 23 de grau médico, 21S de alta-resistência, titânio de alta pureza e Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V resistente ao calor formam um sistema completo de material de impressão.

 

 

A impressão 3D em liga de titânio foi aplicada pela primeira vez na indústria aeroespacial e agora tem sido amplamente implantada nas áreas médica, eletrônica de consumo, automotiva, energia e outras. Ela evoluiu de uma tecnologia de laboratório para uma aplicação em-grande escala, tornando-se um fator-chave para a atualização industrial.

 

Aeroespacial: A impressão 3D em liga de titânio permite a fabricação integrada de componentes complexos, alcançando leveza, alta resistência, redução de custos e melhoria de eficiência. O bico de combustível da GE Aviation é 25% mais leve; Boeing e Airbus usam-no para suportes leves; e o grande avião de passageiros C919 da China também impulsionou a procura relacionada.

 

Médico:As ligas de titânio têm boa biocompatibilidade. Combinados com a personalização personalizada da impressão 3D, eles podem produzir articulações do quadril, gaiolas de fusão espinhal, implantes dentários, etc., com maior precisão de ajuste, apoiando cirurgias precisas e reabilitação rápida.

 

Eletrônicos de consumo:Dobradiças de tela dobráveis, peças estruturais de relógios inteligentes, componentes AR/VR, etc., adotaram a impressão 3D em liga de titânio. Fabricantes como Apple e Xiaomi estão acelerando o layout para promover aplicativos em-grande escala.

Além disso, a tecnologia é usada em peças leves de corrida, componentes resistentes a altas-temperaturas e corrosão-para novas energias e fabricação de moldes de alto{2}}desempenho, com limites de aplicação em constante expansão.

 

 

A impressão 3D em liga de titânio ainda enfrenta três gargalos-custo, qualidade e padrões, dificultando a sua rápida popularização nos setores civis.

Custo excessivamente alto: A questão central. Os equipamentos-de nível industrial são caros, com equipamentos importados custando mais de 3,6 milhões de RMB e modelos grandes excedendo 10 milhões de RMB. O pó de liga de titânio custa de 5 a 8 vezes o preço das barras tradicionais e seu desempenho diminui após o uso repetido. O pós{8}}processamento é complexo e altamente dependente-de mão de obra, representando mais de 40% do custo total.

 

Estabilidade de qualidade insuficiente: Propenso a defeitos como poros, rachaduras e deformações durante a impressão, afetando o desempenho de fadiga das peças. As flutuações de desempenho do mesmo lote de peças podem chegar a ±15%, não atendendo aos requisitos de produção em massa e peças de suporte de-carga final-alta.

 

Sistema padrão incompleto e ecologia industrial incompatível: Existem lacunas nos padrões de material, processo e aceitação. Os ciclos e custos de certificação são elevados nas áreas aeroespacial e médica. O design thinking permanece tradicional, os talentos compostos são escassos e a colaboração insuficiente na cadeia industrial restringe a promoção em-grande escala.

 

Ruihang, como uma fábrica direta de produção de produtos de titânio, é especializada em P&D e produção. A empresa está localizada no "Vale do Titânio da China", impulsionando a indústria de titânio no mundo. Se você tiver necessidades de compra, não hesite em nos contatar:Sam.Rui@bjrh-titanium.com.