Elektronenstrahlschmelzen 3D-Druck komplexer Strukturteile aus Titan und Aluminium
Eine TiAl-basierte Legierung zeichnet sich durch geringe Dichte, hohe spezifische Festigkeit, hohen Modul, Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen usw. aus und ist etwa 50 % leichter als eine Superlegierung auf Nickelbasis.
Elektronenstrahlschmelzen von Metall 3D-Druck Die Technologie zur Herstellung von TiAl-basierten Legierungen ist ein neues und fortschrittliches Umformungsverfahren und gilt als die beste Wahl für die Umformung von TiAl-basierten Legierungen. Sie bietet einzigartige Mikrozonenschmelzen, zyklische Wärmebehandlung, schnelle Erstarrung und weitere technologische Vorteile. Die Probleme der groben Struktur und der losen Erstarrungsstruktur beim Gießen, in der Blockmetallurgie und in der Pulvermetallurgie werden überwunden. Aufgrund seiner Eigenschaften stellt es große technische Herausforderungen an den Elektronenstrahlumformungsprozess.
Im März 2021 wurden die technischen Schwierigkeiten wie Pulverkollaps (Blaspulver), unzureichende Zwischenschichtbindung, Verflüchtigung von AluminiumDie Eigenschaften der Teile mit geringer Dichte und ungleichmäßiger Quer- und Längsstruktur wurden durch Elektronenstrahlformung der TiAl-Legierung gelöst.
Durch Optimierung und Verbesserung der Prozessparameter für die Herstellung großer, komplexer Strukturteile mittels Elektronenstrahlschmelzen im 3D-Drucker, gezielte Regulierung der mikrostrukturellen Entwicklung von Materialien in unterschiedlichen Höhen sowie Anpassung der Prozessparameter und Druckbedingungen konnte die hochdichte und rissfreie Ti-48Al-2Cr-2Nb-Kompressorturbine mit den Abmessungen Ø110 mm × 66 mm erfolgreich hergestellt werden. Bei komplexen Strukturteilen aus Titan und Aluminium wurden neue Durchbrüche erzielt. Gleichzeitig wurde durch die Optimierung des Scanpfads und des Strahlfokus der Formungsprozess dünnwandiger, gekrümmter Übergangsteile bewältigt.
Elektronenstrahlpulver explodiert augenblicklich
Durch die Optimierung und Verbesserung des Vorheizprozesses wurde der große Teststab mit gleicher Leistung in unterschiedlichen Höhen erfolgreich gedruckt
Elektronenstrahl-3D-Druckhöhe 90 mm Ti-48Al-2Cr-2Nb-Zugprüfstab
Nach der späten Geweberegulierung war die Quer- und Längsmikrostruktur der Ti-48Al-2Cr-2Nb-Probe gleichmäßiger und die Dichte konnte über 99,6 % erreichen. Die folgende Tabelle zeigt die durchschnittlichen mechanischen Eigenschaften des Quer- und Längsprüfstabs.
| Temperatur | Streckgrenze | Zugfestigkeit | Dehnungsrate |
| 650 °C | ≥410 | ≥500 | ≥1,2 |
| Raumtemperatur | ≥430 | ≥510 | ≥1,8 |
Mechanische Eigenschaften von Ti-48Al-2Cr-2Nb-Pulver, gedruckt mit Elektronenstrahltechnologie
Elektronenstrahlformung Ø110mm×66mm Ti-48Al-2Cr-2Nb-Legierungsturbolader
Elektronenstrahl-3D-Druckhöhe 90 mm Ti-48Al-2Cr-2Nb-Zugprüfstab
Es wird berichtet, dass GE Aviation offiziell bekannt gegeben hat, dass das GE9XFAA-Triebwerk von der Federal Aviation Administration (FAA) zertifiziert wurde. Das Triebwerk verfügt über mehr als 300 additiv gefertigte Teile, darunter auch die durch Elektronenstrahl-Selektivschmelztechnologie hergestellte Niederdruckturbinenschaufel aus Titan-Aluminium.
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Veröffentlichungszeit: 17. November 2023