전자빔 용융 3D 프린터

전자빔 용융 3D 프린팅 티타늄 알루미늄 복합 구조 부품

TiAl계 합금은 밀도가 낮고, 비강도가 높고, 탄성계수가 높고, 고온 산화 저항성이 있는 등의 특성을 가지고 있으며, 니켈계 초합금보다 약 50% 가볍습니다.

전자빔 용융 금속 3D 프린팅 TiAl 기반 합금 소재 제조 기술은 새롭고 최첨단 성형법으로, TiAl 기반 합금 소재 성형에 최적의 선택으로 여겨지며, 고유한 미세 영역 용융, 순환 열처리, 빠른 응고 및 기타 기술적 이점을 제공합니다. 주조, 잉곳 야금, 분말 야금에서 발생하는 거친 조직 및 느슨한 응고 구조의 문제를 극복합니다. 이러한 특성으로 인해 전자빔 성형 공정에 큰 기술적 난제가 됩니다.

2021년 3월에는 분말 붕괴(분말 분사), 층간 접합 불량, 휘발 등 기술적 어려움이 발생했다. 알류미늄, 낮은 밀도, 불균일한 횡단 및 종방향 구조 특성은 TiAl 합금의 전자빔 성형 공정에서 해결되었습니다.

전자빔 용융 3D 프린터 기술을 이용한 대형 복합 구조 부품 제작을 위한 공정 매개변수 최적화 및 업그레이드, 다양한 높이에서 재료의 미세 구조 진화를 목표에 맞춰 조절, 공정 매개변수 및 프린팅 조건 수정을 통해 Ø110mm×66mm 크기의 고밀도 및 균열 없는 Ti-48Al-2Cr-2Nb 슈퍼차저 터빈을 성공적으로 제작했습니다. 티타늄 및 알루미늄 복합 구조 부품 분야에서 새로운 돌파구를 마련했습니다. 동시에 스캐닝 경로와 빔 스팟 초점을 최적화하여 얇은 두께의 곡면 전이 부품 성형 공정을 극복했습니다.

전자빔 분말이 순간적으로 터진다

예열 공정의 최적화 및 업그레이드를 통해 다양한 높이에서 동일한 성능을 갖는 대형 테스트 막대가 성공적으로 인쇄되었습니다.

전자빔 3D 프린팅 높이 90mm Ti-48Al-2Cr-2Nb 인장 시험봉

후기 조직 조절 후, Ti-48Al-2Cr-2Nb 시편의 횡방향 및 종방향 미세구조는 더욱 균일해졌으며, 밀도는 99.6% 이상에 도달할 수 있었습니다. 아래 표는 횡방향 및 종방향 시험 막대의 평균 기계적 성질을 보여줍니다.

전자빔 기술로 인쇄된 Ti-48Al-2Cr-2Nb 분말의 기계적 특성

전자빔 성형 Ø110mm×66mm Ti-48Al-2Cr-2Nb 합금 터보차저

전자빔 3D 프린팅 높이 90mm Ti-48Al-2Cr-2Nb 인장 시험봉

GE 항공은 GE9XFAA 엔진이 미국 연방 항공청(FAA)의 인증을 받았다고 공식 발표했다고 합니다. 이 엔진은 300개 이상의 적층 제조 부품으로 구성되었으며, 그 중 전자빔 선택적 용융 기술로 성형된 티타늄 알루미늄 저압 터빈 블레이드가 그 중 하나라고 합니다.

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