Proses Pencetakan SLM bagi Aloi Titanium Ti6Al4V: Daripada Ciri-ciri Bahan kepada Kaedah Pembuatan Komponen Berprestasi Tinggi

Pendahuluan: Kepentingan aloi titanium Ti6Al4V

Aloi titanium Ti6Al4V (TC4) ialah salah satu bahan yang paling banyak digunakan, mempunyai kekuatan tinggi, ketumpatan rendah, rintangan kakisan yang cemerlang dan biokeserasian. Dalam bidang aeroangkasa, Ti6Al4V digunakan untuk menghasilkan bahagian enjin, komponen struktur dan pengikat; dalam bidang perubatan, ia digunakan untuk menghasilkan implan dan instrumen pembedahan. Teknologi SLM (peleburan laser terpilih) boleh menghasilkan struktur kompleks yang sukar dicapai oleh proses tradisional, serta merealisasikan reka bentuk bersepadu yang ringan dan berprestasi tinggi.

1. Ciri-ciri bahan Ti6Al4V

1.1 Prestasi fizikal

Ketumpatan 4.43 g/cm³, takat lebur 1650-1670℃, kekonduksian terma 6.7-7.2 W/(m·K), pekali pengembangan linear 8.6×10⁻⁶/K, modulus keanjalan 110-115 GPa.

1.2 Prestasi mekanikal (keadaan tempa)

Kekuatan tegangan 900-1100 MPa, kekuatan luluh 830-920 MPa, pemanjangan 10-15%, kekerasan 30-36 HRC, kekuatan keletihan 510-620 MPa.

2. Keperluan ciri serbuk

Taburan saiz zarah 15-45μm, sferisiti >90%, kebolehaliran sudut rehat 50%, kandungan oksigen 99.5%, kekasaran permukaan Ra 5-15μm (keadaan cetakan). Kekuatan tegangan keadaan cetakan 1100-1250MPa, pemanjangan 5-8%; selepas rawatan haba, kekuatan tegangan 950-1050MPa, pemanjangan 10-15%.

6. Contoh aplikasi sebenar

Braket enjin aero: reka bentuk pengoptimuman topologi mengurangkan berat sebanyak 35%, kekuatan tegangan 1050 MPa, kekuatan keletihan 600 MPa. Implan perubatan: liang permukaan berliang dengan porositi 60%, diameter liang 300-500μm, pertumbuhan tulang masuk yang baik. Struktur braket satelit: struktur isi kekisi mengurangkan berat sebanyak 50%, kekakuan memenuhi keperluan.

Kesimpulan

Pencetakan SLM aloi titanium Ti6Al4V memerlukan kawalan ketat terhadap kualiti serbuk, parameter proses dan sistem rawatan haba. Melalui pengoptimuman proses dan kawalan kualiti yang munasabah, komponen struktur kompleks dengan prestasi cemerlang dapat dihasilkan.