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3d科学谷:铂力特自主研制多种钛、钛合金3d打印粉末,已应用于航空航天等领域

发布时间:2020年04月18日

金属增材制造零件的质量与金属粉末的特性密切相关,包括粉末的粒度、球形度、流动性、松装密度等。航天、航空、医疗等领域“高精尖”、“高质量”、“超精密”的应用需求也对金属3d打印粉末的品质提出了更高要求。

 

基于深度的市场观察与长期的金属增材制造实践,铂力特针对用户长期以来反馈的特殊需求,研制出ta1、ta15、tc4、ta18、tc21等多种钛及钛合金粉末,现已成功应用于航空航天等增材制造领域。

 

材料生产

与全流程服务

 

满足航空发动机对粉末性能的需求

航空发动机风扇叶片

 

尺寸:400×400×780mm

重量:9kg

增材制造设备:blt-s500

 

tc4优良的综合力学性能可满足航空发动机对粉末性能的需求,其高比强度、质轻等特点为叶片减重提供支持;粉末具有较高的热稳定性及抗氧化性,可延长叶片寿命与检查间隔;同时,零件内部采用镂空结构,设计空间大,可实现造型更多样,满足多种场景使用需求。

 

tc4是航空航天、医疗领域中广泛使用的一种钛合金材料。铂力特tc4粉末通过选区激光熔化(slm)增材制造设备成形后,所得零部件的微观组织均匀致密、具有快速凝固的特征。打印件抗拉强度、屈服强度、延伸率分别高于锻件指标约6~7%、6~10%、55-60%。其中,15~53μm tc4粉末的技术指标如下表。

 

▲铂力特tc4粉末主要技术指标

来源:铂力特

▲来源:铂力特

▏面向安全关键型应用的高温钛合金

 

拓扑天线支架

 

 

尺寸:180×185×285mm

增材制造设备:blt-s310

天线支架结构经过拓扑优化及一体化整合设计,对比传统机加件实现减重35%,应力集中状态得到缓解,峰值应力响应状态降低6%。零件内部尺寸精度高,ta15钛合金具备的高比强度及中等的高温力学性能使零件具有良好的承力能力及应力能力,符合航空航天等安全关键型应用要求。

 

ta15属于高温钛合金,具有略高于tc4的室温力学性能和中等的高温力学性能,主要用于航空航天结构件和发动机零部件的打印成形。铂力特自主研制了ta15粉末,目前该粉末已用于多个种类钛合金零件的成形,零件最大尺寸达到1000mm,部分产品已成功交付客户,满足航空航天领域的严苛要求 。其中,15~53μm ta15粉末的技术指标如下表。

 

 

▲铂力特ta15粉末主要技术指标

来源:铂力特

 

 

▲来源:铂力特

▏塑性好耐腐蚀,满足多种应用场景

ta1是纯钛材料,除了具有一定的力学性能、良好的生物相容性之外,还具有优良的耐腐蚀性。铂力特自主研制了ta1粉末,打印成形的纯钛制件在化工、船舶、医疗等领域有广阔的应用前景。其中,15~53μm ta1粉末的技术指标如下表。

 

 

▲铂力特ta1粉末主要技术指标
来源:铂力特

来源:铂力特

围绕增材制造应用的材料全流程服务

铂力特生产的钛及钛合金粉末可选择4种氧含量配置及3种不同的粒径区间,粉末氧含量最低可达800ppm,粉末化学成分符合国标、美标,其中ta1、tc4、ta15、ta18、tc21 符合 gb/t 3620.1-2017,ta1、tc4还符合astm b348-13 对 gd1、gd5、gd23 的规定。

 

 

▲铂力特粉末粒径分布特征

来源:铂力特

铂力特在所有粉末材料的研发过程中,进行了充分的打印验证及制件性能测试。出品的钛及钛合金粉末已经在blt-s210、blt-s310、blt-s500等多种型号设备上进行了打印成形验证,表现出良好的设备适用性及粉末可靠性。成形制件内部冶金结合良好,组织均匀,致密度达到99%以上,强度和塑性达到或超过锻件水平。同时,配备具有nadcap认证、cnas认可的专业性检测中心,可对粉末成分、粒度、形貌及物理性能进行全面的检测。

铂力特还为用户提供钛合金粉末定制化服务,帮助用户实现粉末试制、小批量制备、打印应用验证和批量化生产等全流程服务。

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