Com o rápido avanço da tecnologia de impressão 3D, consumíveis de impressão 3D, especialmente Pó de metal para impressão 3D, também estão se desenvolvendo rapidamente. Isso inclui o uso de pó de titânio e pó de liga de titânio, pó de liga de titânio e alumínio, etc., o que é particularmente notável.
O pó esférico de liga de titânio é o mais amplamente utilizado pó de metal material em impressão 3D. Portanto, este artigo se concentrará em vários métodos de preparação de pós esféricos de liga de titânio e em uma perspectiva de suas futuras aplicações.
A liga de titânio tem baixa densidade, alta resistência, boa resistência à corrosão e alto ponto de fusão, etc. É um dos metais mais comumente usados para tecnologia de fabricação de aditivos e é amplamente utilizado como peças estruturais nas áreas de aviação, aeroespacial, automotivo e biotecnologia.
Preparação de pó de liga de titânio
Também sabemos que uma das principais tecnologias de impressão 3D, Derretimento seletivo a laser (SLM), é adequado para a fabricação de peças pequenas, precisas e complexas. Esta técnica requer um tamanho de partícula estreito de pó de liga de titânio e requer um alto grau de esfericidade, pureza e fluidez do pó.
Podemos saber que o equipamento PREP pode produzir pó de liga de titânio com boa esfericidade, fluidez e pureza para atender aos requisitos de seu uso depois de comparar vários métodos de preparação de pó comuns, como Atomização de Gás Inerte a Vácuo (VIGA), Atomização de Gás de Indução de Eletrodo (EIGA ), Processo de Eletrodo Rotativo de Plasma (PREP), Atomização de Plasma (PA) e Esferoidização de Plasma (PS).
O Processo de Eletrodo Rotativo de Plasma (PREP) é um dos métodos mais comuns para a preparação de pós esféricos de liga de titânio. O princípio é usar uma barra de liga de titânio como um eletrodo de autoconsumo e manter o eletrodo girando em alta velocidade enquanto o plasma é usado como uma fonte de calor para derreter gradualmente o eletrodo.
O método de eletrodo rotativo convencional (REP) usa um eletrodo de tungstênio, que também pode ser corroído durante a atomização do metal e entrar no pó como um componente de impureza.
Em 1985, o Instituto Noroeste de Metais Não Ferrosos projetou e desenvolveu de forma independente o primeiro equipamento PREP na China.
O processo de preparação para o PREP que eles usam é que o eletrodo rotativo de alta velocidade (matéria-prima) é derretido pelo arco de plasma sob a proteção da atmosfera inerte de alta pureza, e o metal fundido é expulso por grande força centrífuga para ser atomizado pela atmosfera inerte e condensado em pós esféricos ao entrar em contato com a parede interna da câmara fria.
Usando essa tecnologia e sistema, podemos obter alta esfericidade do pó (acima de 90%), baixa porosidade e pós de satélite. Que atende totalmente os requisitos do pó de liga de titânio de que precisamos.
Aplicação de pó de liga de titânio
Como mencionado acima, os pós de liga de titânio são usados em uma ampla gama de aplicações, portanto, listaremos apenas alguns deles aqui para referência.
A liga de titânio é amplamente utilizada na área médica para fazer implantes de articulações, próteses, etc. Devido à alta usinabilidade das ligas de titânio, diferenças individuais podem ser alcançadas longe dos designs tradicionais, melhorando assim a adaptabilidade dos dispositivos médicos. Além disso, o curto ciclo de processamento do titânio impresso em 3D tem implicações de longo prazo para pacientes com doenças como tumores ósseos.
A alta resistência, alta temperatura e resistência à corrosão do titânio e ligas de titânio os tornaram um novato no setor aeroespacial e foram rapidamente adotados nos últimos anos com o desenvolvimento e aplicação da tecnologia de impressão 3D. Na indústria aeroespacial, o titânio e as ligas de titânio são mais leves, mais fortes e mais dúcteis do que os materiais comuns. Sua resistência à corrosão também o torna cada vez mais competitivo para aplicações marítimas e aeronáuticas.
Como um importante consumível para impressão 3D, a aplicação e o desenvolvimento de ligas de titânio nas indústrias aeroespacial, automotiva e biomédica também impulsionaram o desenvolvimento da tecnologia de impressão 3D.
As perspectivas de desenvolvimento de Pó de liga de titânio
Definida por alguns como a Quarta Revolução Tecnológica, a manufatura aditiva já é amplamente vista pela indústria como um dos desenvolvimentos tecnológicos mais avançados e promissores na manufatura inteligente, e o desenvolvimento de materiais metálicos como consumíveis de impressão cresceu rapidamente em resposta.
De acordo com a consultoria SmarTech, o mercado global de manufatura aditiva de pós de metal deve atingir US$11 bilhões em 2024.
Titânio e ligas de titânio são amplamente utilizados na indústria aeroespacial, automotiva, biomédica e outros campos devido à sua excelente resistência e tenacidade, resistência à corrosão, baixa densidade e biocompatibilidade, e a demanda do mercado é muito promissora.
A aplicação e o desenvolvimento da tecnologia de plasma fornecem suporte técnico para a preparação de pó de liga de titânio.
Embora o processo de eletrodo giratório de plasma seja limitado por fatores como a velocidade do eletrodo e o tamanho de partícula grosseira do pó obtido, alguns institutos de pesquisa de equipamentos de fabricação de pó estão trabalhando para resolver esse problema.
Com o desenvolvimento e promoção de equipamentos rotativos de plasma, o custo do pó de titânio e liga de titânio no campo da impressão 3D será gradualmente reduzido e também promoverá a ampla aplicação de pó metálico no campo da manufatura aditiva.
Temos motivos para acreditar que a impressão 3D mudará nossas vidas em muitas outras áreas no futuro, e a preparação e o desenvolvimento de pó de liga de titânio influenciarão profundamente esse processo.