Titanyum 3D Baskı Tozu
titanyum 3d baskı tozu, havacılık, medikal, otomotiv ve endüstriyel sektörlerde katmanlı üretimde geniş kullanım alanı kazanan güçlü, hafif bir yapısal metaldir. Ti-6Al-4V gibi titanyum alaşımlı tozlar, korozyon direnci ve biyouyumluluk ile birlikte yüksek mukavemet sağlayan karmaşık parçaların 3D olarak basılmasını sağlar.
Düşük MOQ
Farklı ihtiyaçları karşılamak için düşük minimum sipariş miktarı sağlayın.
OEM VE ODM
Benzersiz müşteri ihtiyaçlarını karşılamak için özelleştirilmiş ürünler ve tasarım hizmetleri sağlayın.
Yeterli Stok
Hızlı sipariş işleme ve güvenilir ve verimli hizmet sağlayın.
Müşteri Memnuniyeti
Müşteri memnuniyetini merkeze alarak yüksek kaliteli ürünler sunmak.
bu ürünü paylaş
İçindekiler
Genel Bakış
Titanyum, havacılık, tıp, otomotiv ve sanayi sektörlerinde katmanlı üretimde geniş kullanım alanı bulan güçlü ve hafif bir yapısal metaldir. Ti-6Al-4V gibi titanyum alaşım tozları, korozyon direnci ve biyouyumluluğun yanı sıra yüksek mukavemet sağlayan karmaşık parçaların 3D olarak basılmasını sağlar.
Seçici lazer eritme (SLM) ve elektron ışını eritme (EBM), ince titanyum tozunu işleme veya döküm yoluyla mümkün olmayan karmaşık tasarımlarla tamamen yoğun bileşenlere dönüştürebilir. Bu kılavuz, metal 3D baskı ile avantajlardan yararlanmak için Ti alaşım bileşimlerini, özellik verilerini, uygulamaları, yazıcı parametrelerini ve tedarikçileri kapsar.
Titanyum Baskı Tozlarının Bileşimi
Titanyum alaşımları, belirli özellikleri geliştirmek için öncelikle titanyum ile alüminyum, vanadyum, demir, molibden ve daha fazlası gibi diğer alaşım elementlerinden oluşur. AM için en yaygın titanyum kaliteleri şunlardır:
| Alaşım | Ti İçerik | Anahtar Alaşım Elementleri |
|---|---|---|
| Ti-6Al-4V | Bal. 88%+ | Alüminyum 6%, Vanadyum 4% |
| Ti-6Al-4V ELI | Bal. 89%+ | Alüminyum 6%, Vanadyum 4% |
| Ti 6242 | Bal. | Alüminyum 6%, Molibden 2% |
| Ti64 | Bal. 90% | Alüminyum 6%, Vanadyum 4% |
- Ti-6Al-4V (Grade 5), +Al stabilizasyonu ve +V çökelme sertleşmesinden gelen mukavemeti ile en popüler titanyum alaşımıdır. Ekstra düşük interstisyel (ELI) varyantı yüksek sünekliğe sahiptir.
- Ti 6242 alaşımı, osseointegrasyon gerektiren biyouyumlu ortopedik implantlar için daha uygun hale getirmek üzere bir miktar Vanadyumun yerini alır.
- Demir, oksijen, nitrojen ve karbon gibi eser elementler, belirtilen sınırların ötesinde mevcut olmaları halinde mekanik özellikleri olumsuz etkileyeceğinden en aza indirilmiştir.
Metal Titanyum Baskı Tozlarının Özellikleri
Titanyum alaşımlarını uçak ve tıbbi ürünler için cazip kılan temel malzeme özellikleri şunlardır:
| Mülkiyet | Ti-6Al-4V | Ti-6Al-4V ELI |
|---|---|---|
| Yoğunluk | 4,43 g/cm3 | 4,43 g/cm3 |
| Erime Noktası | 1604-1660°C | 1650°C |
| Çekme Dayanımı | 895-975 MPa | 860-965 MPa |
| Akma Dayanımı (0,2% Ofset) | 825-869 MPa | 795-827 MPa |
| Uzama | 10-16% | >15% |
| Young Modülü | 114 GPa | 105 GPa |
| Termal İletkenlik | 7,0 W/m-K | 7,2 W/m-K |
| Elektriksel Dirençlilik | 170-173 μΩ-cm | 198 μΩ-cm |
- Düşük yoğunluğa (çeliğin yarısı) göre yüksek mukavemet, titanyum bileşenleri daha hafif hale getirir. Mukavemet, korozyon sorunlarını önlerken yaygın alüminyum alaşımlarını aşar.
- Soğuk şekillendirme için yeterince sünektir. Ti64 ELI gibi ekstra düşük interstisyel varyantlar uzamayı daha da artırır.
- Erime 1600°C'yi aşar. 400-500°C'de özelliklerini güzelce korur.
- Kıvılcımları önlemek ve ısıyı izole etmek için termal ve elektrik iletkenlikleri oldukça düşüktür.
Metal 3D Baskılı Titanyum Parçaların Uygulamaları
Havacılık ve Uzay
- Yapısal gövde braketleri, nervürler, pervaneler ve bağlantı parçaları
- Hafifletilmiş turboşarj muhafazaları ve ısı eşanjörleri
- Jet motoru türbin bölümlerine entegre edilmiş konformal soğutma kanalları
- Bileşenlere uygun özelleştirilmiş İHA/drone çerçeveleri
Medikal ve Dental
- Asetabular kaplar gibi ortopedik diz, kalça, omurga ve çene implantları
- Kronlar ve köprüler için diş dayanakları
- Hasta anatomisine özgü özelleştirilmiş kraniyal rekonstrüksiyon plakaları
Otomotiv
- Motor gövdesi braketleri ve süspansiyon bileşenleri
- Enjeksiyon kalıplarına entegre edilmiş konformal yakın kontur soğutma
- Karmaşık hava akış geometrilerine sahip hafif fren diski rotorları
Titanyumun 3D Baskısı için Proses Parametreleri
Toz yatak füzyon işlemlerinde titanyum toz malzeme kullanılırken anahtar parametreler:
LPBF Ayarları
| Parametre | Menzil |
|---|---|
| Lazer Gücü (W) | 170-380W |
| Tarama Hızı (mm/s) | 700-1100 mm/s |
| Işın Boyutu (μm) | 75-115 μm |
| Katman Yüksekliği (μm) | 20-75 μm |
| Kapak Aralığı (μm) | 80-160 μm |
| Koruyucu Gaz | Argon |
EBM Ayarları
| Parametre | Menzil |
|---|---|
| Işın Gücü (W) | 3 kW |
| Işın Hızı (mm/s) | 8 m/s'ye kadar |
| Kiriş Boyutu (mm) | 0.2-0.4 |
| Katman Yüksekliği (mm) | 0.05-0.2 |
| Yapı Sıcaklığı (°C) | 650-800°C |
LPBF destek yapıları gerektirirken, EBM yardım almadan metal oluşturur. ≥99% yoğunluğuna gerilim giderme ve sıcak izostatik presleme sonrasında ulaşılır. Minimum duvar kalınlıkları tipik olarak 100-150 mikrona ulaşır.
Titanyum Baskı Tozları Tedarikçileri
Önde gelen metal imalat şirketleri, katkılı prosesler için titanyum tozlarını onaylamıştır:
| Şirket | Sunulan Ti Sınıfı | Morfoloji | Parçacık Boyutu |
|---|---|---|---|
| AP&C | Ti-6Al-4V, Ti64 ELI | Plazma atomize, küresel | 15-53 mikron |
| Tekna | Ti-6Al-4V, Ti 6242 | Plazma atomize | 15-45 mikron |
| Marangoz Katkısı | Ti-6Al-4V, Ti 6242 | Gaz atomize | 10-45 mikron |
| ATI Toz Metaller | Ti-6Al-4V | Plazma atomize | 10-45 mikron |
| Sandvik Osprey | Ti6Al4V, Ti 6242, Ti64 ELI | Gaz atomize, küresel | 15-100 mikron |
Titanyum Baskı Tozlarının Maliyeti
Yüksek performanslı uygulamalar için gelişmiş hafif bir alaşım olan titanyum tozu, yüksek bir değere sahiptir:
- Malzeme fiyatları kg başına $200 ile $500 arasında değişmektedir
- Daha dar partikül boyutlarına ve yüksek saflığa sahip özel alaşımlar maliyetleri daha da artırır
- İyi akışkanlık varsayıldığında geri dönüştürülmüş toz daha ucuzdur
Titanyum 3D Baskılı Parçalar için İşlem Sonrası
Baskıdan sonra titanyum bileşenler:
Destek Kaldırma - Erişilebilir yerlerde EDM kesim yoluyla destekleri dikkatlice ayırın, daha küçük özellikleri koparın
Stres Giderici - Tüm yapı plakasına argon içinde 2 saat boyunca 650°C'ye kadar nazikçe ısıl işlem uygulayarak artık gerilmeleri azaltın
Sıcak İzostatik Presleme - İç boşlukları kapatmak için 3 saat boyunca 920°C ve 100 MPa'da HIP işlemi >99% yoğunluk
Çözüm Tedavisi - 705°C'de 1 saat bekletme ve ardından istenen mikroyapıyı geliştirmek için hava/su ile su verme
Talaşlı İmalat - Boyutsal tolerans ihtiyaçlarını karşılamak için kritik eşleşme yüzeylerini CNC frezeleme
Patlatma + Asit Aşındırma - Alümina shot peen ve ardından yüzeyleri temizlemek için asitle aşındırma
Kalite Testi - Kimya, mikroyapı, katman katman kalite ve mekanik özelliklerin spesifikasyonları karşıladığını onaylayın
Titanyum 3D Baskı için Standartlar
| Standart | Başlık | Organizasyon |
|---|---|---|
| ASTM F2924 | Toz Yatak Füzyonu ile Katmanlı Üretim Titanyum-6 Alüminyum-4 Vanadyum için Standart Şartname | ASTM |
| ASTM F3001 | Toz Yatak Füzyonu ile Katmanlı Üretim Titanyum-6 Alüminyum-4 Vanadyum ELI (Ekstra Düşük Geçişli) için Standart Şartname | ASTM |
| AMS 2801 | Titanyum Alaşımlı Parçaların Isıl İşlemi | SAE Uluslararası |
| AMS 2879 | Gaz Atomizasyon Prosesi Ti Tozu | SAE |
| AMS 700 | Tozlar ve Toz Metalurjisi Ürünleri için Analitik Prosedürler ve Test Yöntemleri | SAE |
Titanyum Kullanarak Toz Yatak Baskısı için Geleceğe Bakış
Havacılık ve uzay, önemli parça konsolidasyonu ve ağırlık tasarrufu avantajları sayesinde şu anda talebin 70%'sini yönlendirirken, titanyum AM'nin benimsenmesi, maliyetler düştükçe otomotiv, spor malzemeleri ve daha fazla tüketici sektöründe hızlanacaktır. Daha fazla Ti baskılı uygulama şunları içerir:
Havacılık ve Uzay - Türbin kanatları ve gelecekteki yolcu kabini bölümleri gibi daha büyük ve tamamen basılmış birincil yapılar, tasarım karmaşıklığı, parça montaj konsolidasyonu ve korozyon direncindeki güçlü yönlerden yararlanır.
Biyomedikal- Titanyumun biyouyumluluğu ve kemik bağlama kabiliyeti sayesinde doku büyümesini teşvik eden kafes iç kısımlara sahip anatomiye göre özelleştirilmiş omurga kafesleri gibi hastaya uygun protez ve implantlarda artış.
Otomotiv - Biyel kolları ve krank milleri gibi hafifletilmiş süspansiyon, şasi ve güç aktarma bileşenleri ile yorulma ve yüksek sıcaklık direncinden yararlanan yüksek performanslı valfler ve pistonlar.
Petrol ve Gaz - Hidrojen sülfür ve klorür içeren sıcak asidik ortamlarda korozyon direncinden yararlanan kuyu başı valf gövdeleri ve sondaj aletleri. Akışı en üst düzeye çıkarmak için uyarlanmış mimari.
Tüketici Ürünleri - Bisiklet çerçeveleri ve golf sopası başlıkları gibi kişiye özel spor malzemeleri. Yüksek mukavemet-ağırlık ve şekillerde esneklikten yararlanır; daha fazla benimsenmesi maliyet düşüşlerini beklemektedir.
Titanyum Toz Yataklı 3D Yazıcılar için Satın Alma Rehberi
Önemli yazıcı hususları şunlardır:
Hassasiyet - büyük yapılarda mekanik özellik tutarlılığı için sıkı eriyik havuzu kontrolü ve kalibrasyonu
İnert Atmosfer - oksijen, nitrojen kontaminasyonunu önlemek için reaktif titanyum malzeme ile kritik yüksek saflıkta argon
Otomasyon - maruziyeti en aza indirmek ve sürekli üretimi kolaylaştırmak için toz taşıma sistemleri
Akıllı Yazılım - termal geçmi̇şe uyum sağlayan özel tarama strateji̇leri̇
Önde gelen modeller şunlardır:
- 3D Systems DMP Factory 500
- GE Additive Concept Lazer Xline 2000R
- EOS M 400-4 4 lazerli sistem
- Renishaw RenAM 500 Dörtlü lazer makinesi
Maliyet Karşılaştırması: Titanyum Katmanlı Üretim ve İşleme
| Maliyet Unsuru | Katkı Maddesi Üretimi | CNC İşleme |
|---|---|---|
| Malzeme Maliyeti | $200-$500 kg başına | $100-$150 kg başına |
| İşgücü | ~2-3 kat üretim süresi | Daha hızlı işlem süresi |
| Ekipman Kullanımı | Yazıcı saati başına ~$50 | CNC makine saati başına $70-$200 |
| Uçmak için Satın Alma Oranı | 1:1 verimli kullanım | 20:1'e kadar malzeme israfı |
| Bugünkü Toplam Maliyet | $150-$1000 kg başına | $50-$200 kg başına |
| Gelecek Üretim Tahmini | $50-$150 kg başına | Herhangi bir aksaklık beklenmiyor |
Günümüzde eklemeli üretim, satın alma miktarlarına ve kalite beklentilerine bağlı olarak geleneksel titanyum işlemenin 2-10 katı arasında bir maliyete sahiptir, ancak daha fazla tasarım özgürlüğü sunar.
AM üretkenliği arttıkça ve endüstrilerde daha fazla son kullanım bileşeni onaylandıkça, tahmin edilen maliyetler, önemli ölçüde hafifletme ve parça konsolidasyonu (65%'ye kadar ağırlık azaltımı gösterilmiştir) sayesinde işleme ile rekabet edebilir hale gelmektedir.
Çevresel Etki: Talaşlı İmalata Kıyasla Metal 3D Baskı
| Sürdürülebilirlik Metriği | Metal Katmanlı Üretim | CNC İşleme Metalleri |
|---|---|---|
| Enerji Kullanımı | YÜKSEK - Seçici ışın beslemeleri nokta nokta | Daha düşük enerji yoğunluğu |
| Malzeme Verimliliği | Net şekle yakın, çok az atık | Stok çubuklarının çıkarılmasıyla 90%'ye kadar malzeme israfı |
| Yeniden Kullanılabilirlik | 90%+ toz geri kazanımı, geri dönüştürülmüş | Metal çiplerin yeniden kullanım yolları yoktur |
| CO2 Emisyonları | Bitmiş parça başına daha düşük enerji | Aynı bileşen için nispeten daha fazla karbon salınımı |
Yüksek yerel enerji tüketimine rağmen AM, hafif optimize edilmiş tasarımlar ve tozun yeniden kullanımı sayesinde önemli ölçüde malzeme tasarrufu sağlayarak sistem düzeyinde çevresel ayak izini en aza indirir.
Metal Toz Yatağı 3D Baskı SSS
S: AM'de kullanılan titanyum tozları için hangi partikül boyutu dağılımı önerilir?
C: 3D baskı için çoğu titanyum tozu, 15 mikron ila 45 mikron arasında değişen parçacık boyutlarına sahiptir. Bazı dağılımlar 105 mikrona kadar çıkmaktadır. Anahtar, yüksek toz akış kabiliyeti ve paketleme yoğunluğudur.
S: Baskılı titanyum parça yoğunluğunu 100%'ye yaklaştırmak için hangi son işlem yöntemi kullanılır?
C: Destekler çıkarıldıktan sonra titanyum baskılı parçalardaki iç boşlukları ve mikro gözenekliliği tamamen kapatmak için 3D baskılı yapı plakasının tamamının 3+ saat boyunca 100 MPa basınç altında 920°C civarında sıcaklıklarda sıcak izostatik preslenmesi gerekir.
S: Ti-6Al-4V Titanyum alaşımı, metal 3D baskılı parçaların sonradan işlenmesi için iyi kaynaklanabilirliğe sahip mi?
C: Evet 5. sınıf Ti 6-4 titanyum, karmaşık baskılı montajları birleştirmek veya düşük oksijen içeriği sayesinde su geçirmez contalar sağlamak için TIG ve lazer teknikleri aracılığıyla mükemmel kaynak uyumluluğu sunar - paslanmaz çelikten çok daha iyidir. Yine de uygun ekranlama gereklidir.
S: Titanyum alaşımları ile metal katkılı üretime en çok talep hangi sektörden geliyor?
C: Havacılık ve uzay sektörü, topoloji optimizasyonlu tasarımlar ve geleneksel olarak monte edilmiş bileşenlerin konsolidasyonu yoluyla ağırlık azaltımından büyük ölçüde yararlanan yüksek değerli yapısal uygulamalar sayesinde şu anda 50%'den fazla titanyum katmanlı üretim kapasitesi tüketiyor.
S: Güç yatağı füzyon yöntemleriyle yapılan titanyum parçalar için herhangi bir işlem sonrası ısıl işlem gerekli midir?
C: Evet, gerilim giderme, sıcak izostatik presleme, çözelti işleme ve yaşlandırma, boyutsal kararlılık, mikroyapısal dönüşüm ve sertlik, çekme ve akma mukavemetleri gibi optimum mekanik özellikler elde etmek için 3D baskılı titanyum bileşenler için gerekli ısıl işlemlerdir.
S: Tıbbi implant uygulamaları için hangi titanyum alaşım bileşimi tercih edilir - Ti64 veya Ti6242?
C: Hem Ti6Al4V hem de Ti6242 hasta anatomisine uygun biyouyumlu baskılı implantlar üretirken, ortopedik cerrahlar kemik büyümesini önleyen osseointegrasyon endişeleri nedeniyle daha düşük vanadyumlu alaşımı tercih ediyor, bu nedenle Ti6242 daha yüksek kullanım görüyor.
Son Fiyat Alın
Xmetto Hakkında
Ürün Kategorisi
SICAK SATIŞ
BİZE ULAŞIN
Herhangi bir sorunuz var mı? Bize şimdi mesaj gönderin! Mesajınızı aldıktan sonra tüm ekibimizle talebinize hizmet edeceğiz.
