Topienie wiązką elektronów, drukowanie 3D złożonych elementów konstrukcyjnych z tytanu i aluminium
Stop na bazie TiAl charakteryzuje się niską gęstością, wysoką wytrzymałością właściwą, wysokim modułem, odpornością na utlenianie w wysokiej temperaturze itd., dzięki czemu jest o około 50% lżejszy od superstopu na bazie niklu.
Topienie metalu wiązką elektronów Drukowanie 3D Technologia przygotowania stopów na bazie TiAl, jako nowa i najbardziej zaawansowana metoda formowania, jest uważana za najlepszy wybór do formowania stopów TiAl, ze względu na jej unikalne mikrostrefowe topienie, cykliczną obróbkę cieplną, szybkie krzepnięcie i inne zalety technologiczne. Rozwiązuje ona problemy związane z gruboziarnistą strukturą i luźną strukturą krzepnięcia w odlewnictwie, metalurgii wlewków i metalurgii proszków. Ze względu na swoje właściwości, stawia ona duże wyzwania techniczne procesowi formowania wiązką elektronów.
W marcu 2021 r. trudności techniczne, takie jak zapadanie się proszku (wydmuchiwanie proszku), niewystarczające wiązanie międzywarstwowe, ulatnianie się aluminium, niską gęstość, nierównomierne właściwości struktury poprzecznej i podłużnej części rozwiązano w procesie formowania stopu TiAl wiązką elektronów.
Optymalizacja i udoskonalenie parametrów procesu wytwarzania wielkogabarytowych, złożonych elementów konstrukcyjnych z wykorzystaniem technologii topienia wiązką elektronów na drukarkach 3D, ukierunkowana regulacja ewolucji mikrostruktury materiałów na różnych wysokościach oraz modyfikacja parametrów procesu i warunków drukowania pozwoliły na uformowanie turbiny sprężarki Ti-48Al-2Cr-2Nb o wymiarach Ø110 mm×66 mm, charakteryzującej się wysoką gęstością i odpornością na pęknięcia. Dokonano przełomu w dziedzinie złożonych elementów konstrukcyjnych z tytanu i aluminium. Jednocześnie, dzięki optymalizacji ścieżki skanowania i ogniskowania wiązki, udało się pokonać trudności związane z formowaniem cienkościennych, zakrzywionych elementów przejściowych.
Proszek z wiązki elektronów wybucha natychmiastowo
Dzięki optymalizacji i ulepszeniu procesu podgrzewania udało się pomyślnie wydrukować pręt testowy o dużych rozmiarach, charakteryzujący się taką samą wydajnością na różnych wysokościach
Pręt do prób rozciągania Ti-48Al-2Cr-2Nb o wysokości 90 mm, do druku 3D wiązką elektronów
Po późnej regulacji tkanki, mikrostruktura poprzeczna i podłużna próbki Ti-48Al-2Cr-2Nb była bardziej jednorodna, a gęstość mogła osiągnąć ponad 99,6%. Poniższa tabela przedstawia średnie właściwości mechaniczne poprzecznego i podłużnego pręta testowego.
| Temperatura | Granica plastyczności | Wytrzymałość na rozciąganie | Szybkość wydłużenia |
| 650°C | ≥410 | ≥500 | ≥1,2 |
| Temperatura pokojowa | ≥430 | ≥510 | ≥1,8 |
Właściwości mechaniczne proszku Ti-48Al-2Cr-2Nb wydrukowanego technologią wiązki elektronów
Turbosprężarka ze stopu Ti-48Al-2Cr-2Nb o wymiarach Ø110 mm×66 mm z formowaniem wiązką elektronów
Pręt do prób rozciągania Ti-48Al-2Cr-2Nb o wysokości 90 mm, do druku 3D wiązką elektronów
Firma GE Aviation oficjalnie ogłosiła, że silnik GE9XFAA uzyskał certyfikat Federalnej Administracji Lotnictwa (FAA). Silnik ten składa się z ponad 300 części wyprodukowanych metodą produkcji addytywnej, a jedną z nich jest łopatka turbiny niskiego ciśnienia wykonana z tytanu i aluminium, utworzona w technologii selektywnego topienia wiązką elektronów.
Więcej zasobów
MIM-formowanie wtryskowe metali⎮Rozwiązania serwisowe z zakresu metalurgii proszków⎮O nas
Czas publikacji: 17-11-2023