Отличный выбор для аддитивного производства в аэрокосмической отрасли высокого класса: титан, алюминий

с точки зрения научных исследований и разработок, современная промышленность нуждается в конструкционных материалах с высокой прочностью, трещиной и жесткостью, одновременно максимально снижая вес. таким образом, легкие высокопрочные сплавы, такие как титан и алюминий, и несущие жаростойкие сплавы, такие как Ni-суперсплавы, стали центром внимания программ исследований и разработок новых материалов в различных странах. кроме того, эти материалы также являются важными материалами для применения в производстве лазерной арматуры.

преимущества и различия между титановым сплавом и алюминиевым сплавом:

титановый сплав и алюминиевый сплав широко используются в аэрокосмической, автомобильной, механической и других областях из-за их отличной низкой плотности и структурной прочности. особенно в авиационной промышленности они играют очень важную роль и являются основными конструкционными материалами в авиационной промышленности. хотя титановый сплав примерно на 2 / 3 тяжелее, чем алюминиевый сплав, присущая ему прочность означает, что меньшее количество может быть использовано для достижения требуемой прочности. титановый сплав стал важным материалом для снижения стоимости топлива из-за его прочности и низкой плотности, и он широко используется в авиационных реактивных двигателях и всех видах космических аппаратов. алюминиевый сплав является наиболее широко используемым и наиболее распространенным легким материалом для автомобилей в настоящее время, и его плотность составляет всего 1 / 3 от плотности стали. некоторые исследования показали, что алюминиевый сплав может использовать максимум 540 кг во всем автомобиле, и в этом случае автомобиль потеряет 40% своего веса. Audi, Toyota и другие марки автомобилей с полностью алюминиевым кузовом являются хорошим примером.

поскольку оба материала имеют высокую прочность и низкую плотность, при выборе сплавов необходимо учитывать и другие факторы.

в критических случаях, когда требуется высокая прочность и малый вес, каждый грамм важен, но если необходимы компоненты с более высокой прочностью, титан является лучшим выбором. поэтому титановые сплавы используются при производстве медицинских устройств / имплантатов, сложных спутниковых компонентов, арматуры и стентов.

с точки зрения стоимости, алюминий является наиболее экономичным металлом для обработки или 3D-печати, в то время как стоимость титана выше, но топливо, сэкономленное легкими деталями для самолетов или космических аппаратов, принесет огромные выгоды, а детали из титанового сплава будут иметь более длительный срок службы.

с точки зрения тепловых свойств алюминиевый сплав обладает высокой теплопроводностью и часто используется для изготовления радиаторов; для высокотемпературных применений высокая температура плавления титана делает его более подходящим, аэродвигатели содержат большое количество деталей из титанового сплава.

титан обладает самой высокой биосовместимостью благодаря своей коррозионной стойкости и низкой реакционной активности, что широко используется в области медицинского лечения (например, хирургические инструменты). Ti64 также хорошо устойчив к солевой среде и часто используется в морских применениях.

алюминиевый сплав и титановый сплав широко используются в области аэрокосмической промышленности. титановый сплав имеет преимущества высокой прочности и низкой плотности (всего около 57% стали). его удельная прочность (прочность / плотность) намного выше, чем у других металлических конструкционных материалов, и могут быть изготовлены детали с высокой прочностью, хорошей жесткостью и легким весом. титановый сплав используется в компонентах двигателя, скелете, коже, крепеже и шасси самолета. кроме того, ссылаясь на соответствующие данные технологии трехмерной печати, установлено, что алюминиевый сплав пригоден для работы в условиях, не превышающих 200 °. на долю алюминия, используемого в фюзеляже Airbus A380, приходится более 1х3, в то время как C919 также использует большое количество обычных высокопроизводительных материалов из алюминиевого сплава. алюминиевый сплав используется в коже самолета, перегородке, ребре крыла и других частях.

титановый сплав стал одним из самых дорогих металлических материалов из-за высокой температуры плавления и сложности в обработке. тем не менее, титановый сплав Ti6Al4V привлек большое внимание в аэрокосмической области благодаря своей легкости, высокой прочности и высокой температурной стойкости. его область применения включает лезвия, пластины, корпуса и другие части вентиляторов двигателя и компрессоров, работающих в низкотемпературной секции. диапазон рабочих температур может достигать 400-500 °. кроме того, он также используется при производстве компонентов фюзеляжа и капсул, шасси ракетных двигателей и ступиц ротора вертолета. тем не менее, титан не является идеальным выбором в электротехнических применениях из-за его плохой проводимости. несмотря на относительно высокую цену титанового сплава, его высокая термостойкость и коррозионная стойкость не могут быть заменены другими легкими металлами.

сплавы на основе Aluminum широко используются в промышленности благодаря своим превосходным физическим и механическим свойствам, таким как низкая плотность, высокая удельная прочность, сильная коррозионная стойкость, хорошая формируемость и так далее. тем не менее, с точки зрения процесса формования материала, плотность алюминиевого сплава невелика, текучесть порошка относительно низкая, однородность укладки порошкового слоя SLM является низкой, или непрерывность транспортировки порошка в процессе LMD является низкой, поэтому требуется точность и точность системы укладки / подачи порошка в оборудовании для производства лазерного дополнения.

в настоящее время основным алюминиевым сплавом, используемым при добавлении материалов, является сплав Al-Si, в котором AlSi10Mg и AlSi12 с хорошей текучестью были широко изучены. тем не менее, поскольку сплав серии Al-Si относится к литому алюминиевому сплаву, хотя он подготовлен с помощью оптимизированного процесса производства лазерной арматуры, его прочность на растяжение все еще трудно пробить через 400 МПа, что ограничивает его использование в несущих компонентах с более высокими эксплуатационными характеристиками в аэрокосмической и других областях.

современные аэрокосмические компоненты сталкиваются с рядом жестких требований, включая легкость, высокую производительность, высокую надежность и низкую стоимость. такая сложная структура чрезвычайно сложна в проектировании и производстве. внедряя и развивая технологию производства лазерного дополнения из типичных аэрокосмических алюминиевых, титановых и никелевых компонентов, мы можем не только достичь легкой и высокой производительности в выборе материалов, но и отразить тенденцию развития технологии прецизионного и сетевого формования. реализуя интегрированное производство по увеличению производительности материалов, мы можем применить технологию увеличения к крупным проектам в аэрокосмической области.