چاپگر سه بعدی ذوب پرتو الکترونی

ذوب پرتو الکترونی، چاپ سه بعدی قطعات ساختاری پیچیده آلومینیوم تیتانیوم

آلیاژ پایه TiAl دارای ویژگی‌های چگالی کم، استحکام ویژه بالا، مدول بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا و غیره است که حدود 50٪ سبک‌تر از سوپرآلیاژ پایه نیکل است.

ذوب فلز با پرتو الکترونی چاپ سه‌بعدی فناوری تهیه مواد آلیاژی پایه TiAl به عنوان یک روش جدید و پیشرفته شکل‌دهی، به دلیل ذوب میکروزونی منحصر به فرد، عملیات حرارتی چرخه‌ای، انجماد سریع و سایر مزایای تکنولوژیکی، بهترین انتخاب برای شکل‌دهی مواد آلیاژی پایه TiAl محسوب می‌شود. مشکلات ساختار درشت و ساختار انجماد سست در ریخته‌گری، متالورژی شمش و متالورژی پودر برطرف می‌شود. به دلیل ویژگی‌های خاص خود، چالش‌های فنی بزرگی را برای فرآیند شکل‌دهی پرتو الکترونی به همراه دارد.

در مارس 2021، مشکلات فنی مانند فروپاشی پودر (دمیدن پودر)، پیوند ناکافی بین لایه‌ها، تبخیر ... آلومینیوم، چگالی کم، خواص ساختار عرضی و طولی ناهموار قطعات در فرآیند شکل‌دهی پرتو الکترونی آلیاژ TiAl حل شد.

با بهینه‌سازی و ارتقاء پارامترهای فرآیند برای تهیه قطعات ساختاری پیچیده در اندازه بزرگ با استفاده از فناوری چاپگر سه‌بعدی ذوب پرتو الکترونی، تنظیم هدفمند تکامل ریزساختار مواد در ارتفاعات مختلف و اصلاح پارامترهای فرآیند و شرایط چاپ، توربین سوپرشارژر Ti-48Al-2Cr-2Nb با چگالی بالا و بدون ترک با ابعاد Ø110 میلی‌متر × 66 میلی‌متر با موفقیت شکل‌دهی شد. پیشرفت‌های جدیدی در قطعات ساختاری پیچیده تیتانیوم و آلومینیوم حاصل شده است. در عین حال، با بهینه‌سازی مسیر اسکن و تمرکز نقطه پرتو، فرآیند شکل‌دهی قطعات انتقالی منحنی با دیواره نازک برطرف شده است.

پودر پرتو الکترونی فوراً منفجر شد

از طریق بهینه‌سازی و ارتقاء فرآیند پیش‌گرمایش، میله آزمایشی با اندازه بزرگ با عملکرد یکسان در ارتفاع‌های مختلف با موفقیت چاپ شد.

میله تست کشش Ti-48Al-2Cr-2Nb با چاپ سه بعدی پرتو الکترونی با ارتفاع ۹۰ میلی‌متر

پس از تنظیم بافت دیرهنگام، ریزساختار عرضی و طولی نمونه Ti-48Al-2Cr-2Nb یکنواخت‌تر شد و چگالی آن به بیش از 99.6٪ رسید. جدول زیر میانگین خواص مکانیکی میله آزمایش عرضی و طولی را نشان می‌دهد.

خواص مکانیکی پودر Ti-48Al-2Cr-2Nb چاپ شده با فناوری پرتو الکترونی

توربوشارژر آلیاژ Ti-48Al-2Cr-2Nb با شکل‌دهی پرتو الکترونی با ابعاد Ø110 میلی‌متر × 66 میلی‌متر

میله تست کشش Ti-48Al-2Cr-2Nb با چاپ سه بعدی پرتو الکترونی با ارتفاع ۹۰ میلی‌متر

گزارش شده است که شرکت GE Aviation رسماً اعلام کرده است که موتور GE9XFAA توسط اداره هوانوردی فدرال (FAA) تأیید شده است و این موتور بیش از 300 قطعه تولید افزایشی دارد که پره توربین کم‌فشار آلومینیومی تیتانیومی که با فناوری ذوب انتخابی پرتو الکترونی ساخته شده است، یکی از آنهاست.

منابع بیشتر

قالب‌گیری تزریقی فلز MIM⎮خدمات متالورژی پودر - راهکار⎮درباره ما