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鈦合金TC4電子束熔絲打印技術獲得突破性進展

閱讀次數:3214     發布時間:2021-01-15

鈦是(shi)20世(shi)紀50年(nian)代發展(zhan)起(qi)來的一(yi)種重要的結(jie)構金屬,鈦合金因具有(you)強(qiang)度高(gao)(gao)、耐蝕性(xing)好、耐熱性(xing)高(gao)(gao)等特點而(er)被廣泛用于各(ge)個領域。但鈦合金傳統(tong)加工方法加工難度大、加工周期長(chang)、材料利用(yong)率低。一些(xie)(xie)大型結(jie)構(gou)還具有復雜(za)(za)的形(xing)狀(zhuang)或特殊規格,用(yong)鍛造(zao)方法難以實(shi)現,一些(xie)(xie)具有極(ji)其復雜(za)(za)外形(xing)的中小型零件,如帶有空(kong)間(jian)曲(qu)面及密集復雜(za)(za)孔道(dao)結(jie)構(gou)等,用(yong)傳統(tong)制造(zao)方法很難制造(zao)。據統(tong)計,我國(guo)大型鈦合金零件的材料利用(yong)率非常低,平均(jun)不超過10 %;模鍛、鑄造還(huan)需要大量工裝模具,由(you)此帶來研制成(cheng)本的上升。

通(tong)過使用基于金(jin)屬粉末和絲材(cai)的高能(neng)束(shu)流(liu)金(jin)屬打印技術生產鈦合金(jin)零(ling)件(jian),可實現結(jie)構的整(zheng)體(ti)化,降低成本和周期,達到"快速(su)反應,無(wu)模一體制造"的(de)目的(de),可(ke)節省材(cai)料三(san)分之二以上,數控加(jia)工時(shi)間減(jian)少一半以上,同時(shi)無(wu)須模(mo)具,能夠將研制(zhi)成本尤其是首件、小批量(liang)的(de)研制(zhi)成本大大降低(di)。

西安智熔(rong)金屬打印系統有限公司(si)(西安智熔)是電子束金屬(shu)打(da)印系(xi)統及打(da)印服務(wu)供應商,其(qi)自行研發(fa)生(sheng)產的(de)(de)熔(rong)絲式電子束金屬(shu)打(da)印機(ji)適于高速(su)、低成(cheng)本制造(zao)大(da)型金屬(shu)結構件。為了拓展在材料性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)極高的(de)(de)鈦(tai)合(he)金結構件尤其(qi)承受疲勞載荷的(de)(de)結構件制造(zao)方面的(de)(de)應用,西安智熔(rong)技(ji)術團隊進行了大(da)量(liang)的(de)(de)打(da)印工(gong)藝技(ji)術研究(jiu)并(bing)取得了突(tu)破性(xing)進展,掌握了實現優良力(li)學性(xing)能(neng),尤其(qi)疲勞性(xing)能(neng)的(de)(de)打(da)印工(gong)藝參(can)數組合(he),為金屬(shu)打(da)印技(ji)術在大(da)型鈦(tai)合(he)金承力(li)結構件的(de)(de)應用打(da)下了堅(jian)實的(de)(de)基礎。

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        2020年,中國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)金屬研(yan)究(jiu)所對西安智熔利用其自(zi)行(xing)研(yan)發(fa)生產的ZCompleX3型電子束熔絲金屬打印機成形(xing)的TC4合金(jin)試塊熱等靜壓處理后進行Al元素(su)含量檢測、X射線探傷(shang)、以(yi)及不同方(fang)向和應力比(bi)條件下的高周疲勞極限測試。其中Al含量(liang)在5.9~6.13之間,基本控制(zhi)在(zai)TC4合金Al元素成分范圍的中線;試塊內部無X射線可探(tan)查的缺陷;試樣采用兩相區(qu)固溶+低溫時效的雙重(zhong)熱處理工(gong)藝后,在拉-拉和拉-壓應力條件下基于107℃的室溫(wen)高周疲(pi)勞極限在(zai)XZ方(fang)向均(jun)高于TC4合金棒材的要求【航空發動(dong)機設計用材料數據(ju)手(shou)冊(ce)(第4冊). 北京:航空工業出(chu)版社, 2010.12

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西安(an)智熔金(jin)屬打(da)印(yin)系統有限公司是國(guo)內少數專注于電子(zi)束熱源技(ji)術路(lu)線的金(jin)屬3D打印(yin)技術(shu)(shu)(shu)公(gong)司(si)之一(yi),在熔絲(si)式(shi)電(dian)子束(shu)金(jin)屬(shu)打印(yin)技術(shu)(shu)(shu)領(ling)域和粉(fen)床(chuang)式(shi)電(dian)子束(shu)金(jin)屬(shu)打印(yin)技術(shu)(shu)(shu)領(ling)域,具有自主知識(shi)產(chan)(chan)權的核心技術(shu)(shu)(shu),設(she)計生產(chan)(chan)基于(yu)其(qi)EBVF3?技術平臺的ZCompleX? 系列(lie)熔(rong)絲式(shi)電子束金(jin)屬打印系統以及基于SmartBeam?技術平(ping)臺的ZScan?系(xi)(xi)列粉床(chuang)式(shi)電子(zi)(zi)束金屬打印系(xi)(xi)統。西(xi)安(an)智熔(rong)設立專門(men)的子(zi)(zi)公(gong)司浙(zhe)江智熔(rong)增材制(zhi)造技術(shu)有(you)限公(gong)司從事(shi)打印服務。


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