طباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء هيكلية معقدة من التيتانيوم والألومنيوم باستخدام شعاع الإلكترون
يتميز السبائك القائمة على TiAl بخصائص الكثافة المنخفضة والقوة النوعية العالية والمرونة العالية ومقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية وما إلى ذلك، وهي أخف بنسبة 50% من السبائك الفائقة القائمة على النيكل.
شعاع الإلكترون يصهر المعدنالطباعة ثلاثية الأبعادتُعتبر تقنية تحضير سبائك TiAl، كطريقة تشكيل جديدة وأكثر تطورًا، الخيار الأمثل لتشكيل سبائك TiAl، لما تتميز به من صهر فريد في المناطق الدقيقة، ومعالجة حرارية دورية، وتصلب سريع، ومزايا تكنولوجية أخرى. وتُتغلب على مشاكل البنية الخشنة وبنية التصلب السائبة في الصب، ومعادن السبائك، ومعادن المساحيق. وبفضل خصائصها الفريدة، تُشكل هذه التقنية تحديات تقنية كبيرة لعملية تشكيل شعاع الإلكترون.
في مارس 2021، تم حل الصعوبات الفنية مثل انهيار المسحوق (نفخ المسحوق)، وعدم كفاية الترابط بين الطبقات، وتطايرالألومنيومتم حل خصائص البنية العرضية والطولية غير المتساوية منخفضة الكثافة للأجزاء في عملية تشكيل سبيكة TiAl بواسطة حزمة الإلكترونات.
بفضل تحسين وتطوير معايير عملية تحضير أجزاء هيكلية معقدة كبيرة الحجم باستخدام تقنية طابعة ثلاثية الأبعاد بتقنية صهر شعاع الإلكترون، والتنظيم الدقيق لتطور البنية الدقيقة للمواد على ارتفاعات مختلفة، وتعديل معايير العملية وظروف الطباعة، تم بنجاح تشكيل توربين فائق الشحن من Ti-48Al-2Cr-2Nb عالي الكثافة والخالي من التشققات بأبعاد Ø110 مم × 66 مم. وقد تحققت إنجازات جديدة في مجال الأجزاء الهيكلية المعقدة المصنوعة من التيتانيوم والألومنيوم. وفي الوقت نفسه، وبفضل تحسين مسار المسح وتركيز نقطة الشعاع، تم التغلب على مشكلة تشكيل أجزاء الانتقال المنحنية رقيقة الجدران.
انفجر مسحوق شعاع الإلكترون على الفور
من خلال تحسين وتطوير عملية التسخين المسبق، تم بنجاح طباعة قضيب الاختبار عالي الحجم بنفس الأداء على ارتفاعات مختلفة
قضيب اختبار الشد Ti-48Al-2Cr-2Nb بارتفاع 90 مم للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام شعاع الإلكترون
بعد تنظيم الأنسجة المتأخر، أصبح التركيب المجهري العرضي والطولي لعينة Ti-48Al-2Cr-2Nb أكثر تجانسًا، وتجاوزت كثافته 99.6%. يوضح الجدول التالي متوسط الخواص الميكانيكية لقضيب الاختبار العرضي والطولي.
| درجة حرارة | قوة الخضوع | قوة الشد | معدل الاستطالة |
| 650 درجة مئوية | ≥410 | ≥500 | ≥1.2 |
| درجة حرارة الغرفة | ≥430 | ≥510 | ≥1.8 |
الخصائص الميكانيكية لمسحوق Ti-48Al-2Cr-2Nb المطبوع بتقنية شعاع الإلكترون
شاحن توربيني من سبيكة Ti-48Al-2Cr-2Nb بقطر 110 مم × 66 مم لتشكيل شعاع إلكتروني
قضيب اختبار الشد Ti-48Al-2Cr-2Nb بارتفاع 90 مم للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام شعاع الإلكترون
أعلنت شركة GE Aviation رسميًا أن محرك GE9XFAA حصل على شهادة من إدارة الطيران الفيدرالية (FAA)، ويحتوي المحرك على أكثر من 300 جزء تصنيع إضافي، ومن بينها شفرة التوربين منخفضة الضغط المصنوعة من التيتانيوم والألومنيوم والتي تشكلت بواسطة تقنية الصهر الانتقائي لحزمة الإلكترونات.
المزيد من الموارد
حقن المعادن بتقنية MIM⎮حلول خدمات مسحوق المعادن⎮معلومات عنا
وقت النشر: ١٧ نوفمبر ٢٠٢٣