Pencetakan 3D Paduan Titanium

Amerika Serikat telah melakukan penelitian sejak awal dalam pembuatan produk paduan titanium dengan menekan dan menyinter bubuk titanium. Dynamet Technology telah berkomitmen untuk memproduksi produk-produk berbentuk bubuk titanium. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, beberapa produk telah digunakan dalam skala kecil. Produk titanium metalurgi serbuk pertama yang diproduksi oleh perusahaan adalah paduan Ti-6Al{-4V untuk selubung kubah pada rudal Sidewinder Raytheon. Kemudian juga memproduksi produk paduan metalurgi serbuk Ti-6Al-6V-2Sn untuk Stinger. Casing hulu ledak rudal. Karena kontribusinya yang signifikan terhadap produk titanium, Dynamet Technology telah menjadi satu-satunya pemasok produk paduan titanium bubuk bagi Boeing. Selain itu, perusahaan Produk ADMA Amerika telah memproduksi suku cadang titanium metalurgi serbuk sejak tahun 1985, dan beberapa produknya digunakan di bidang kedirgantaraan. Institut Penelitian Logam Nonferrous Barat Laut di negara saya memiliki lebih dari 30 tahun pengalaman dalam penelitian dan pengembangan di bidang bubuk titanium bentuk hampir bersih. Produk titanium berpori yang dikembangkan telah digunakan dalam industri kimia, makanan dan bidang lainnya. Gambar 1(b) menunjukkan hasil yang digunakan dalam industri filtrasi. Pelat titanium berpori yang digulung bubuk.

Proses pengepresan isostatik panas (HIP) ditemukan oleh Battelle Research Institute di Amerika Serikat pada tahun 1950an. Teknologi ini menggunakan gas inert sebagai media transmisi tekanan pada suhu 850-2000 derajat dan suhu 100-200 Di bawah efek sinergis tekanan udara MPa, teknologi pengepresan dan sintering produk bersuhu tinggi adalah saat ini cara yang paling penting untuk memadatkan sepenuhnya bubuk titanium bentuk dekat dan bagian struktural paduan titanium. Produk memiliki struktur yang seragam, tanpa tekstur, tanpa segregasi, dll. Fitur.

Perkembangan teknologi pengepresan isostatik panas bubuk paduan titanium di luar negeri dimulai pada tahun 1850-an. Institut Penelitian Logam Ringan Rusia adalah yang pertama di dunia yang mengembangkan turbin pompa hidrogen paduan titanium bubuk dengan bentuk keseluruhan yang kompleks pada awal tahun 1970-an, dan mengembangkannya di RD- Ini telah diterapkan pada mesin hidrogen-oksigen 0120; Amerika Serikat pertama kali merealisasikan penerapan komersial di bidang kedirgantaraan pada tahun 1990-an, dan secara bertahap diperluas ke bidang penerbangan dan persenjataan, seperti batang penghubung mesin F110 PW, rotor kompresor mesin F107 rudal jelajah Tomahawk, kap rudal Sidewind, kapal pesiar F107 impeler mesin rudal, dan selubung hulu ledak rudal antipesawat Stinger, dll.

Teknologi Metal Injection Moulding (MIM) dapat secara langsung menghasilkan komponen dengan atau mendekati bentuk akhir, menghindari atau mengurangi pemesinan, dan secara signifikan mengurangi biaya persiapan. Oleh karena itu, teknologi pencetakan injeksi bubuk adalah salah satu cara teknis yang paling efektif untuk persiapan batch komponen aplikasi titanium dan paduan titanium. Produk 3C dalam komunikasi elektronik (termasuk ponsel, perangkat pintar yang dapat dikenakan, bingkai kacamata, dan komponen sinyal 5G) merupakan area aplikasi utama teknologi pencetakan injeksi bubuk, yang mencakup 84,2%. Pada tahap ini, sebagian besar bahan berbasis besi digunakan, dan desain yang ringan serta bahan berkualitas tinggi adalah arah utama untuk pengembangan produk 3C di masa depan. Paduan titanium memiliki karakteristik kepadatan rendah (kepadatan hanya setengah dari bahan berbasis besi), kekuatan tinggi, dan ketahanan terhadap korosi, yang dapat memenuhi desain bahan masa depan yang ringan dan berkualitas tinggi. Menurut statistik, ukuran pasar industri cetakan injeksi titanium Tiongkok mencapai 680 juta yuan pada tahun 2020. Berdasarkan investasi sisi permintaan dan pertumbuhan pendapatan sisi penawaran, ukuran pasar diperkirakan akan mencapai 2 miliar yuan pada tahun 2026, dengan pertumbuhan tahunan tingkat 20,13%.

Additive Manufacturing (AM) adalah teknologi pembentukan yang mengumpulkan titik, garis, dan permukaan lapis demi lapis. Ini tidak terpengaruh oleh kerumitan suku cadang dan dapat menyelesaikan desain dan pembuatan suku cadang yang rumit secara otomatis, cepat dan akurat. Dibandingkan dengan teknologi manufaktur tradisional, manufaktur aditif memiliki keunggulan unik dalam kebebasan desain, pencetakan komponen yang kompleks, dan pemanfaatan material, menjadikannya teknologi manufaktur paduan titanium yang menjanjikan. Menurut laporan analisis SmarTech, pasar pencetakan 3D logam global mencapai US$3,3 miliar pada tahun 2019, termasuk peralatan, bahan, dan layanan pencetakan 3D, dan diperkirakan akan mencapai US$11 miliar pada tahun 2024. Paduan titanium adalah logam pencetakan terpenting. Pertahanan luar angkasa dan militer adalah pengguna terbesar manufaktur aditif titanium. Ini telah berhasil digunakan untuk pembentukan langsung komponen presisi kecil mesin ruang angkasa dan komponen penerbangan besar yang kompleks, seperti sistem peluncuran ruang angkasa, sayap pesawat terbang, permukaan kendali integral dan pintu. , bilah mesin dan komponen peralatan ruang angkasa penting lainnya.