BEAMIT为钛合金Ti6242开发了全新3D打印工艺

时间：2021-04-09 08:17 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

      中国3D打印网4月9日讯，意大利增材制造服务局BEAMIT为钛合金Ti6242开发了一种新的3D打印工艺，该工艺能够生产比传统制造的同类产品性能更好，是航空航天和赛车运动理想部件。
      BEAMIT的激光粉末床熔合（LPBF）3D打印工艺可以生产出其他材料具有相似水平的抗拉强度和耐温性的组件，但它们的重量要轻得多。据该公司称，其新开发的工艺还可以通过废物预防和粉末回收来获得可持续性收益。
      BEAMIT集团总经理Andrea Scanavini表示：“我们的辛勤工作实质上是将自己定位在一个水平上，我们可以在此水平上进行技术创新并更改游戏规则以适用于3D打印应用程序。我们非常关注客户的需求和生产率，并使用我们的材料和工艺工程部门来为下一代生产工艺提供交钥匙解决方案。”

ZARE质量控制部门的组件。图片来自BEAMIT。
3D打印钛合金Ti6242
       在进行了深入的研究，探索了适用于LPBF加工的合金之后，BEAMIT在2019年开始开发其Ti6242的增材制造工艺。该公司凭借其抗高温能力和生产轻质组件而又不影响其抗拉强度的能力而选择了Ti6242。这使得该合金成为赛车和航空航天领域中轻量化和高性能部件至关重要的应用的理想选择。BEAMIT团队着手通过LPBF工艺优化Ti6242l在温度下的机械性能，从而实现了高达1,000 MPa的拉伸强度和4.5 g / cm3的密度。
        BEAMIT集团材料与特殊工艺经理Alessandro Rizzi说：“ Ti6242工艺的开发于2019年开始，是与米兰理工大学合作的一部分。该材料完全适合LPBF，但我们真正的重点是热处理。我们设计了不同的真空循环以优化其在室温和高温下的机械性能，并开发了集成的高压热处理工艺。”
       结果，Ti6242合金在高达550°C的温度下具有超过600 MPa的高强度重量比，这使其成为要求良好机械强度和轻量化应用的极具吸引力的选择，并且是钢和镍超合金的可行替代品。 BEAMIT团队进行了测试，以比较3D打印的Ti6242与Ti6242以及另一种通过常规方法（例如锻造）生产的高性能钛合金IMI834的机械性能。据中国3D打印网了解，这种3D打印部件的性能要优于传统技术所伪造的部件，该工艺巩固了增材制造在汽车和航空航天等行业材料开发的最前沿的作用。该公司还称赞这项技术代表了可持续性的“革命”，通过仅使用必要的材料并回收剩余粉末用于未来项目来减少浪费。
       “研究和开发新材料一直是BEAMIT集团的根本，而且我们很自豪能成为目前唯一能够提供市场一流技术解决方案的公司，特别是在赛车，汽车和航空航天等领域，” BEAMIT首席商务官Giuseppe Pisciuneri。 “成为这项创新的先驱，并在客户的新项目中使用我们的材料会激励我们不断发展，并激励我们去做更大更好的事情。”

Ti6242的微观结构。图片来自BEAMIT。
钛合金的发展

由于其理想的强度重量特性，汽车和航空航天领域对高温钛合金的需求正在增加，然而，钛合金的工程重量比，复杂的结构，工作温度和发展速度对传统的制造工艺提出了挑战。结果，对于这些领域的制造商来说，3D打印正迅速成为一种有趣的选择。

关于汽车，豪华车制造商布加迪已在其部分车辆中集成了3D打印的钛金属零件，包括用于Chiron Pur Sport车型的排气尾管，以减轻重量并提高零件的耐高温性，以及用于前部的钛合金安装支架Bolide超级跑车的机翼。

        同时，汽车改装专家1016 Industries已将钛和碳纤维3D打印融合在一起，以将3D打印的性能部件集成到迈凯伦720S跑车的一次性超轻量版中。得益于这项技术，特别版车型的重量比原始车型轻了近9％。
        航空航天领域的3D打印钛材料开发也取得了重大进展。例如，SLM和SLS 3D打印机制造商Farsoon Technologies宣布从其客户Aerospace Hiwing Titanium Industrial Co.（AHTi）开发一种新型高温钛材料TA32，该材料专门用于FS271M 3D打印系统。印有该合金的零件可以承受最高550摄氏度的工作温度，并且在高温下具有出色的拉伸强度，柔韧性和可塑性机械性能。
         在其他地方，美国航空制造商Spirit AeroSystems先前已在波音787的前机身上安装了3D打印的钛结构部件，美国空军的希尔空军基地成功地将3D打印的钛支架并入了由F-22制造的F-22战斗机中航空航天和国防承包商洛克希德·马丁公司。
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