金屬增材制造專用粉末是整個(gè)金屬3D打印工序中的重要一環(huán),其質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定終端零件的質(zhì)量。目前,國(guó)內(nèi)航空、航天、醫(yī)療等高精尖、高質(zhì)量、超精密領(lǐng)域正在大量引入金屬增材制造技術(shù),市場(chǎng)上對(duì)高品質(zhì)球形粉末產(chǎn)品的需求日益旺盛,金屬粉末的大·生產(chǎn)時(shí)代即將到來(lái)!
鉑力特公司在3D打印粉末原材料方面具有多年的專業(yè)積累及工業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),粉末研發(fā)團(tuán)隊(duì)在材料選用、粉末生產(chǎn)、質(zhì)量控制等方面不斷進(jìn)行技術(shù)迭代,攻克了多項(xiàng)壁壘,掌握了通過(guò)惰性氣體霧化法制備高品質(zhì)鈦合金球形粉末的核心技術(shù),并通過(guò)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行控制以使其能達(dá)到特定應(yīng)用要求,實(shí)現(xiàn)大批量工業(yè)化應(yīng)用。
一、原材料選用
3D打印工藝特點(diǎn)決定了合金粉末在成形過(guò)程中會(huì)有部分低熔點(diǎn)元素溫度過(guò)高而產(chǎn)生燒蝕,***終導(dǎo)致成形制件部分元素化學(xué)成分偏低,影響產(chǎn)品性能及交付質(zhì)量。針對(duì)此現(xiàn)象,鉑力特公司通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)、研究每種易燒損元素在不同工藝參數(shù)下的燒損百分比。根據(jù)研究結(jié)果,鉑力特公司對(duì)粉末原材料廠商進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,調(diào)整優(yōu)化原材料化學(xué)成分,依此進(jìn)行粉末生產(chǎn),***終達(dá)到交付標(biāo)準(zhǔn)。
另外,鉑力特公司針對(duì)SLM成形中可能出現(xiàn)的夾雜物問(wèn)題,對(duì)粉末原料制備所用棒材提出了嚴(yán)格的要求。如,所用棒料必須采用超0級(jí)海綿鈦與中間合金混合均勻后經(jīng)真空熔煉技術(shù)制成,且熔煉次數(shù)不得少于三次等,以保證原材料的成分均勻性。將夾雜物等其他雜質(zhì)元素含量在原始棒料中進(jìn)行早期控制,保證了鉑力特公司所獲得的粉末中雜質(zhì)元素及夾雜物含量極低。
由于3D打印工藝同屬熱加工工藝,在成形中不可避免的會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,導(dǎo)致零件出現(xiàn)變形開(kāi)裂現(xiàn)象,鉑力特公司根據(jù)易變形、易裂金屬材料特點(diǎn),從力學(xué)性能出發(fā),優(yōu)化粉末原材料化學(xué)成分,使得SLM成形制件的沉積態(tài)強(qiáng)韌性得到提升。
二、高產(chǎn)能與自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備
基于團(tuán)隊(duì)在鈦合金粉末方面的應(yīng)用以及對(duì)鈦合金粉末制備工藝的深入研究,鉑力特于2013年即自主投入開(kāi)展增材制造專用鈦合金粉末的產(chǎn)業(yè)化研究,2020年,鉑力特在公司二期建成制粉專用車(chē)間,廠房面積5000平方米。截止2020年底,已經(jīng)搭建采用惰性氣體霧化技術(shù)制備鈦合金球形粉末的完整生產(chǎn)線4條,該生產(chǎn)線具備原材料控制、粉末制備、粉末篩分、粉末檢測(cè)以及粉末封裝等全流程的技術(shù)工藝,制備工藝成熟穩(wěn)定,具備年產(chǎn)100t高品質(zhì)球形鈦合金粉末的能力。預(yù)計(jì)2021年底,將新增6條粉末生產(chǎn)線,預(yù)計(jì)產(chǎn)能將達(dá)到年產(chǎn)400t高品質(zhì)成品粉末。其中EIGA氣霧化制粉設(shè)備,由鉑力特粉末團(tuán)隊(duì)與設(shè)備團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)研發(fā),該設(shè)備綜合了高真空技術(shù)、高溫熔煉技術(shù)、高壓氣霧化技術(shù)和快速凝固技術(shù),是針對(duì)增材制造技術(shù)的***新發(fā)展需求而設(shè)計(jì)制造的,生產(chǎn)出的鈦合金具有成分均勻、高純度、高球形度等特點(diǎn),可以在多方面同時(shí)滿足激光選區(qū)熔化技術(shù)對(duì)粉末的嚴(yán)格要求。此外,該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率,降低人工成本。
三、質(zhì)量控制
鉑力特粉末線已建立完備的質(zhì)量管理體系,并獲得AS9100 航空航天質(zhì)量管理體系******與 ISO13485 醫(yī)療器械質(zhì)量管理體系******,鉑力特始終堅(jiān)持從原材料控制、粉末研發(fā)、粉末生產(chǎn)檢驗(yàn)檢測(cè)流程,設(shè)備和人員管理、粉末存儲(chǔ)等方面進(jìn)行嚴(yán)格管控,做到萬(wàn)無(wú)一失。
北京杰豐精密機(jī)械科技有限公司位于北京市昌平區(qū)昌平鎮(zhèn)南環(huán),專業(yè)從事北京精密零件加工,北京鋁合金異型件加工,北京不銹鋼異型件加工,北京不銹鋼零件加工,北京鈦合金加工 ,北京鋁合金零件加工,北京軍工零件加工,北京高精密零件加工 , 北京cnc數(shù)控加工,北京夾具工裝加工 ,集機(jī)械、金屬、 塑料模型加工為一體的公司。
四、粉末性能
鉑力特高品質(zhì)鈦合金粉末生產(chǎn)線,目前主要產(chǎn)品包括TC4、TA15、TA1、TC11、TC18、TA18、Ti65等牌號(hào),其中TC4合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、生物相容性和耐腐蝕性,在航空航天、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。TA15鈦合金屬于高溫鈦合金,名義化學(xué)成分為T(mén)i-6.5Al-1Mo-1V-2Zr,具有略高于Ti-6Al-4V鈦合金的室溫力學(xué)性能和中等的高溫力學(xué)性能,主要用于航空航天結(jié)構(gòu)件和發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。TA1是純鈦材料,除了具有一定的力學(xué)性能、良好的生物相容性之外,還具有優(yōu)良的耐腐蝕性。純鈦制件在化工、船舶、醫(yī)療等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。部分技術(shù)指標(biāo)如下:
1、粉末形貌
2、粒度分布(右圖為該粒徑段粉末的應(yīng)用)
3、化學(xué)成分
鈦合金粉末化學(xué)成分符合GB/T 3620.1-2017中對(duì)TC4、TA15及TA1鈦合金粉末化學(xué)成分的規(guī)定。成分如下:
4、粉末物理性能(實(shí)測(cè)典型值)
五、廣泛而堅(jiān)實(shí)的市場(chǎng)基礎(chǔ)
目前,鉑力特高品質(zhì)鈦合金粉末已經(jīng)在BLT-S210系列、BLT-S310系列、BLT-S400系列、BLT-S510系列、BLT-S600系列等多型號(hào)設(shè)備上充分驗(yàn)證;空客、中航工業(yè)陜飛、中航工業(yè)西飛、寶鈦集團(tuán)等多家標(biāo)桿用戶已長(zhǎng)期使用并一致好評(píng)。此外,鉑力特新材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)還可為更多用戶提供鈦及鈦合金粉末定制化服務(wù),幫助用戶實(shí)現(xiàn)粉末試制、小批量制備、打印應(yīng)用驗(yàn)證和批量化生產(chǎn)等全程服務(wù)。
未來(lái),鉑力特粉末團(tuán)隊(duì)將借助于已掌握的核心技術(shù)以及對(duì)新技術(shù)、新工藝的不斷研發(fā)迭代,探尋增材智造專用粉末生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的諸多可能性,助力各行業(yè)邁入大·生產(chǎn)時(shí)代!