پرینت سه بعدی آلیاژ تیتانیوم

ایالات متحده در مراحل اولیه در زمینه تهیه محصولات آلیاژ تیتانیوم با فشار دادن و تف جوشی پودر تیتانیوم تحقیق کرده است. Dynamet Technology متعهد به تولید محصولات پرس پودر تیتانیوم است. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، برخی از محصولات در مقیاس کوچک استفاده شده اند. اولین محصول متالورژی پودر تیتانیوم تولید شده توسط این شرکت، پیش‌فرم آلیاژ Ti-6Al-4V برای پوشش گنبدی موشک سایدوایندر ریتون بود. بعدها همچنین محصولات آلیاژی Ti-6Al{{5}V-2Sn متالورژی پودر را برای استینگر تولید کرد. پوشش سرجنگی موشک. به دلیل سهم قابل توجهی که در محصولات تیتانیوم دارد، Dynamet Technology به تنها تامین کننده محصولات آلیاژ تیتانیوم پودری بوئینگ تبدیل شده است. علاوه بر این، شرکت آمریکایی ADMA Products از سال 1985 اقدام به تولید قطعات تیتانیوم متالورژی پودری کرده و برخی از محصولات آن در زمینه هوافضا استفاده می شود. موسسه تحقیقاتی فلزات غیر آهنی شمال غرب کشور من بیش از 30 سال تجربه در تحقیق و توسعه در زمینه پودر تیتانیوم به شکل نزدیک به تور دارد. محصولات تیتانیوم متخلخل توسعه یافته در صنایع شیمیایی، مواد غذایی و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار گرفته اند. شکل 1 (ب) نتایج مورد استفاده در صنعت فیلتراسیون را نشان می دهد. ورق تیتانیوم متخلخل نورد شده.

فرآیند پرس ایزواستاتیک داغ (HIP) توسط موسسه تحقیقاتی Battelle در ایالات متحده در دهه 1950 ابداع شد. این فناوری از گاز بی‌اثر به عنوان محیط انتقال فشار در دمای 850-2000 درجه و دمای 100-200 استفاده می‌کند. در حال حاضر مهمترین وسیله برای متراکم کردن کامل پودر قطعات ساختاری تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم است. محصولات دارای ساختار یکنواخت، بدون بافت، بدون تفکیک و غیره ویژگی ها هستند.

توسعه فناوری پرس گرم ایزواستاتیک پودر آلیاژ تیتانیوم در خارج از کشور در دهه 1850 آغاز شد. موسسه تحقیقات فلزات سبک روسیه اولین در جهان بود که توربین پمپ هیدروژنی پودری آلیاژ تیتانیوم را با شکل کلی پیچیده در اوایل دهه 1970 توسعه داد و آن را در RD توسعه داد. ایالات متحده برای اولین بار در دهه 1990 به کاربرد تجاری در زمینه هوافضا پی برد و به تدریج در زمینه های هوانوردی و تسلیحاتی مانند شاتون موتور F110 PW، موشک کروز تاماهاوک F107 روتورهای کمپرسور موتور، کاپوت موشک Sidewind، کروز F107 گسترش یافت. پروانه‌های موتور موشک و پوشش‌های کلاهک ضد هوایی استینگر و غیره.

فناوری قالب‌گیری تزریق فلز (MIM) می‌تواند مستقیماً قطعاتی با شکل نهایی یا نزدیک به آن تولید کند، از ماشین‌کاری جلوگیری کرده یا آن را کاهش دهد و هزینه‌های آماده‌سازی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. بنابراین، فناوری قالب گیری تزریق پودر یکی از موثرترین ابزار فنی برای تهیه دسته ای قطعات تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم است. محصولات 3C در ارتباطات الکترونیکی (شامل تلفن‌های همراه، پوشیدنی‌های هوشمند، قاب عینک و اجزای سیگنال 5G) حوزه‌های کاربردی اصلی فناوری قالب‌گیری تزریق پودر هستند که 84.2 درصد را به خود اختصاص داده‌اند. در این مرحله، عمدتاً از مواد مبتنی بر آهن استفاده می شود و طراحی سبک وزن و پیگیری مواد با کیفیت بالا، مسیرهای اصلی توسعه آینده محصولات 3C است. آلیاژهای تیتانیوم دارای ویژگی های چگالی کم (چگالی فقط نصف مواد مبتنی بر آهن است)، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی هستند که می تواند طراحی سبک وزن و با کیفیت مواد آینده را برآورده کند. طبق آمار، اندازه بازار صنعت قالب‌گیری تزریقی تیتانیوم چین در سال 2020 به 680 میلیون یوان رسید. بر اساس سرمایه‌گذاری در سمت تقاضا و رشد درآمد طرف عرضه، انتظار می‌رود اندازه بازار در سال 2026 با رشد سالانه به 2 میلیارد یوان برسد. نرخ 20.13٪.

افزودنی ساخت (AM) یک فناوری شکل دهی است که نقاط، خطوط و سطوح را لایه به لایه جمع می کند. تحت تأثیر پیچیدگی قطعات قرار نمی گیرد و می تواند به طور خودکار، سریع و دقیق طراحی و ساخت قطعات پیچیده را تکمیل کند. در مقایسه با فناوری تولید سنتی، تولید افزودنی دارای مزایای منحصر به فردی در آزادی طراحی، قالب‌گیری پیچیده قطعات و استفاده از مواد است که آن را به یک فناوری امیدوارکننده برای تولید آلیاژ تیتانیوم تبدیل می‌کند. بر اساس گزارش های تحلیل SmarTech، بازار جهانی پرینت سه بعدی فلزات در سال 2019 به 3.3 میلیارد دلار آمریکا رسید که شامل تجهیزات، مواد و خدمات چاپ سه بعدی می شود و انتظار می رود در سال 2024 به 11 میلیارد دلار برسد. آلیاژ تیتانیوم مهمترین فلز چاپ است. هوافضا و دفاع نظامی بزرگترین کاربران تولید افزودنی تیتانیوم هستند. این با موفقیت برای شکل‌دهی مستقیم اجزای دقیق کوچک موتورهای هوافضا و اجزای بزرگ پیچیده هوانوردی، مانند سیستم‌های پرتاب فضایی، بال‌های هواپیما، سطوح کنترل یکپارچه و درها استفاده شده است. ، تیغه های موتور و سایر اجزای کلیدی تجهیزات هوافضا.