Impresión 3D de piezas estructurales complejas de titanio y aluminio mediante fusión de haz de electrones
La aleación a base de TiAl tiene las características de baja densidad, alta resistencia específica, alto módulo, resistencia a la oxidación a alta temperatura, etc., lo que la hace aproximadamente un 50 % más liviana que la superaleación a base de níquel.
Haz de electrones que funde metalImpresión 3DLa tecnología para la preparación de materiales de aleación basados en TiAl, como un nuevo y avanzado método de conformado, se considera la mejor opción para el conformado de materiales de aleación basados en TiAl gracias a su fusión única en microzonas, tratamiento térmico cíclico, solidificación rápida y otras ventajas tecnológicas. Se superan los problemas de estructura gruesa y estructura de solidificación suelta en la fundición, la lingotería y la pulvimetalurgia. Debido a sus características, plantea importantes desafíos técnicos al proceso de conformado por haz de electrones.
En marzo de 2021, surgieron dificultades técnicas como el colapso del polvo (polvo soplado), la unión entre capas insuficiente, la volatilización dealuminioEn el proceso de formación de haz de electrones de aleación TiAl se solucionaron las propiedades estructurales transversales y longitudinales desiguales y de baja densidad de las piezas.
Gracias a la optimización y actualización de los parámetros del proceso para la preparación de piezas estructurales complejas de gran tamaño mediante tecnología de impresión 3D con fusión por haz de electrones, la regulación específica de la evolución de la microestructura de los materiales a diferentes alturas y la modificación de los parámetros del proceso y las condiciones de impresión, se logró la fabricación de la turbina supercargadora de Ti-48Al-2Cr-2Nb de Ø110 mm × 66 mm, altamente densa y libre de grietas. Se han logrado nuevos avances en piezas estructurales complejas de titanio y aluminio. Al mismo tiempo, la optimización de la trayectoria de escaneo y el enfoque del haz, ha permitido superar el proceso de conformado de piezas de transición curvas de paredes delgadas.
El polvo de haz de electrones estalló instantáneamente
Gracias a la optimización y actualización del proceso de precalentamiento, se ha impreso con éxito una varilla de prueba de gran tamaño con el mismo rendimiento a diferentes alturas.
Varilla de prueba de tracción Ti-48Al-2Cr-2Nb de 90 mm de altura para impresión 3D con haz de electrones
Tras la regulación tisular tardía, la microestructura transversal y longitudinal de la muestra de Ti-48Al-2Cr-2Nb se volvió más uniforme, alcanzando una densidad superior al 99,6 %. La siguiente tabla muestra las propiedades mecánicas promedio de la barra de prueba transversal y longitudinal.
| Temperatura | Fuerza de fluencia | Resistencia a la tracción | Tasa de elongación |
| 650°C | ≥410 | ≥500 | ≥1,2 |
| Temperatura ambiente | ≥430 | ≥510 | ≥1.8 |
Propiedades mecánicas del polvo de Ti-48Al-2Cr-2Nb impreso mediante tecnología de haz de electrones
Turbocompresor de aleación Ti-48Al-2Cr-2Nb de Ø110 mm × 66 mm formado por haz de electrones
Varilla de prueba de tracción Ti-48Al-2Cr-2Nb de 90 mm de altura para impresión 3D con haz de electrones
Se informa que GE Aviation ha anunciado oficialmente que el motor GE9XFAA ha sido certificado por la Administración Federal de Aviación (FAA), y el motor tiene más de 300 piezas de fabricación aditiva, de las cuales la pala de turbina de baja presión de aluminio y titanio formada por tecnología de fusión selectiva por haz de electrones es una de ellas.
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Hora de publicación: 17 de noviembre de 2023