انواع پودر تیتانیوم Titanium در چاپ سه بعدی :
- Titanium 6Al-4V, grade 5 : 1.رایج ترین آلیاژ تیتانیوم در تولید مواد افزودنی است و برای نمونه های اولیه و قطعات کاربردی در زمینه های هوافضا و خودرو و برای کاربردهای نظامی ایده آل است. همچنین یک ماده عالی برای ساخت قطعات با هندسه پیچیده است .
- Titanium 6Al-4V grade 23 : 2 : یک آلیاژ زیست سازگار است که معمولا برای ایمپلنت ها و پروتزهای پزشکی استفاده می شود.
- Titanium Beta 21S : 3. استحکام بالاتری نسبت به آلیاژهای تیتانیوم معمولی مانند Ti6Al-4V نشان می دهد و دارای مقاومت اکسیداسیون و مقاومت در برابر خزش بالایی است. Titanium Beta 21Sیکی از پایین ترین سطوح راندمان جذب هیدروژن را در بین هر آلیاژ تیتانیوم دارد که بسیار برای ایمپلنت های ارتوپدی و موتورهای هوافضا مناسب است. بتا تیتانیوم به طور گسترده در ارتودنسی استفاده می شود.
- Cp-Ti (Pure Titanium) grade 1, 2 به دلیل زیست سازگاری این تیتانیوم با بدن انسان، به طور گسترده در زمینه پزشکی برای طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شود.
- 5. TA15 یک آلیاژ تیتانیوم با افزودنی های آلومینیوم و زیرکونیوم است. استحکام بالای قطعات ساخته شده از TA15 همراه با ظرفیت تحمل بار و مقاومت در برابر دما، آن را قادر می سازد تا برای ساخت قطعات سنگین هواپیما و موتور استفاده شوند.
رایج ترین پودر تیتانیوم Titanium مورد استفاده در چاپ سه بعدی پودر آلیاژی (Ti6Al4V) است.
Titanium 6Al-4V
یکی از وسیع ترین آلیاژهای شناخته شده در چاپ سه بعدی است که ترکیبی از خواص مکانیکی عالی با وزن مخصوص بسیار کم است. این ماده در برابر خوردگی مقاوم است و در انواع محیط های مهندسی مانند هوانوردی استفاده می شود. به صورت عمده در صنایع پزشکی جهت ساخت پروتزها و ایمپلنت ها کاربرد داشته و در صنایع هوایی در ساخت قطعات هواپیماها، اتومبیل سازی و ساخت موتورهای خودرو و هم چنین ساخت ابزارآلات مورد اسفاده قرار می گیرد.
نقاط قوت پودر تیتانیوم Titanium
- سختی و استحکام بالا نسبت به وزن
- مقاومت بالا در برابر حرارت و خوردگی
کاربرد های Titanium 6Al-4V
این تیتانیوم به دلیل وزن سبک، استحکام بالا و مقاومت عالی در برابر دما و خوردگی، اغلب برای کاربردهای هوافضا، صنعتی و پزشکی استفاده می شود. کاربردهای رایج آن عبارتند از:
- تیغه ها و دیسک های کمپرسور
- حلقه برای موتورهای جت
- اجزای بدنه کپسول فضایی
- وسایل جراحی و ایمپلنت های پزشکی
فرآیند چاپ سه بعدی برای Titanium 6AI-4V چگونه است ؟
چاپ سه بعدی پودر تیتانیوم Titanium توسط همجوشی لیزری انجام می شود. در حال حاضر دو فناوری وجود دارد: DMLS و SLM. در این دو تکنیک ،پرتو لیزر به صورت موضعی پودر فلز را به نقطه ذوب خود می‌رساند تا جسم را لایه به لایه ایجاد کند. از آنجایی که پودر تیتانیوم Titanium در دمای بیش از 1600 درجه سانتیگراد ذوب می شود ، تولید افزودنی های فلزی به تخصص فنی زیادی نیاز دارد .
نکات طراحی برای پرینت سه بعدی با پودر تیتانیوم Titanium :
برای پرینت سه بعدی موفق با پودر تیتانیوم Titanium ، حداقل فاصله بین اشیاء باید حفظ شود تا مواد اضافی مانند شن و ماسه خارج شوند. فاصله باید حداقل 0.2 میلی متر باشد و به اندازه جسم شما بستگی دارد. برای اندازه های بزرگ، فاصله باید بیشتر باشد. اگر فضای باقی مانده بین دیوارها خیلی کم باشد، به دلیل پخش گرما دمای آن بالا می رود. در برخی موارد، سوراخ هایی باید اضافه شود تا به ما اجازه دهد مواد پودر اضافی را در فضای خالی تخلیه کنیم. اگر دیواره های مدل کمتر از 2 میلی متر باشد توصیه می شود آنها را ضخیم کنید یا برای حفظ پایداری یک ساختار پشتیبانی اضافه کنید.
ترکیب شیمیایی پودر تیتانیوم Titanium :
جمع بندی
پودر تیتانیوم و آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم استحکام مکانیکی بالا ، نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی بهتری نسبت به فولادهای ضد زنگ دارند که موشک ها و هواپیماها را سبک تر می کند و باعث صرفه جویی در سوخت و افزایش ظرفیت بار می شود. در صنعت پزشکی ، ایمپلنت‌های تیتانیوم پرینت سه بعدی در ستون فقرات، لگن، زانو و ... استفاده می شوند . چاپ سه بعدی تولید کارآمدتر این فلز گران قیمت را با مصرف کمتر مواد خام و ضایعات کمتر امکان پذیر کرده است .