Introducció del producte
El substrat de titani és una plataforma metàl·lica dins de la cambra de treball dels equips de fabricació additiva metàl·lica, com ara el llit de pols làser LPBF i el feix de feixos d’electrons EBM. És la base física del procés d’impressió, on la primera capa de pols metàl·lica es fon i es solidifica per un feix d’energia - (làser o feix d’electrons) d’aquesta plataforma, i les capes posteriors s’apilen per capa per sobre, formant en última instància una tres {{2} dimensional.
Rendiment clau
Estabilitat tèrmica: capaç de suportar cicles d’alta temperatura superior o igual a 1000 graus, amb un coeficient d’expansió tèrmica que coincideixi amb el material d’impressió (com TI-6al-4V);
Resistència a la fatiga: la vida del servei sota càrrega cíclica és superior a 5.000 hores, evitant que es produeixi un esquerdament causat per l'estrès residual;
Compatibilitat de la interfície: rugositat superficial Ra inferior o igual a 3,2 μ m, assegurant l’adhesió d’impressió de primera capa;
Disseny lleuger: l'estructura composta redueix el pes en més del 30%.
Característiques estructurals
Normalment es tracta d’una placa rectangular o circular gruixuda (amb un gruix de diverses desenes de mil·límetres, fins i tot centenars de mil·límetres) per assegurar la rigidesa i la capacitat tèrmica.
La superfície requereix un mecanitzat de precisió per garantir una plana i una suavitat extremadament altes, que és el fonament per assegurar la uniformitat de pols i la qualitat de la primera capa de fusió.
La part posterior sol tenir interfícies d’instal·lació (com ara forats roscats, ranures de targetes) per arreglar -se al sistema d’elevació de Workbench de l’equip.
El substrat es considera generalment un consumible o semi consumible. Un cop finalitzada la impressió, les parts han de ser tallades i separades del substrat (tall de filferro, fresat, etc.), i el procés de separació pot causar danys a la superfície del substrat. Després de diversos talls i reparacions de superfície (fresat), el substrat es va desballestar finalment a causa d'un gruix insuficient.
De titani pur al compost
Substrat d'aliatge de titani d'alta resistència
TI-6AL-4V ELI: element intersticial ultra baix (contingut en oxigen<0.13%), enhances fatigue strength to 978MPa;
- Tipus Aliatge de titani (com Ti - 5553): força de rendiment superior o igual a 1100MPa, la resistència a la temperatura va augmentar fins a 600 graus (adequat per a components aeroespacials d'alta temperatura).
Substrat reforçat compost
| Lletra | Fase de millora | Millora del rendiment | Casos d'aplicació |
| Reforç de partícules de ceràmica |
Tib₂, sic |
Conductivitat tèrmica ↑ 45W/M · K (Titani pur només 7W/M · K) | Placa base de coets (Western Sky Intelligent Manufacturing) |
| Reforç de partícules de ceràmica | Capa de tàntal de 30-60 μm | La bioactivitat va augmentar, la capacitat d’integració òssia va millorar un 50%. | Placa òssia mèdica (porositat 50-80%) |
| Substrat de titani de gradient | Titanium pur de superfície, titani nucli - Aliatge de molibdenum | La força d’enllaç va augmentar un 30%, la rigidesa va augmentar un 40% | Trumpf |
Control de defectes i tractament superficial
Nou procés per a la fabricació contra la fatiga
Procés NAMP (Net AM): mitjançant la regulació de la migració del límit del gra asíncrona i eliminant els porus, la força de fatiga del TI-6AL-4V s’incrementa en un 106% (475MPa → 978MPa), trencant la debilitat de la fatiga dels materials d’impressió 3D tradicionals.
Tecnologia de tractament superficial
Textturació làser: disseny de matrius de micro, combinat amb un augment del 30% de la força;
Deposició de vapor químic (CVD): utilitzat per a recobriments de tàntal amb un gruix de 30-60 μ m i la mida del gra<10 μ m (better than traditional 2-4 μ m coatings);
Nano Shot Peening Enfortiment: Patent Platí Lite (BLT), la vida de fatiga arriba al doble de la mitjana de la indústria.
Escenaris de sol·licitud
Aeroespacial
Fulles de motor impreses de titani no poroses (resistents a 20 cicles tèrmics);
Metamaterials basats en titani (com TP - estructura HSL): 50% més forts que els aliatges de magnesi de la mateixa densitat, utilitzats per a les capes de protecció tèrmica de míssils.
Biomèdica
Placa òssia personalitzada: substrat de titani porós en 3D+recobriment de tàntal basat en dades de TC del pacient, amb mòdul elàstic (2-30GPA) que coincideix amb l’os humà per evitar blindatge d’estrès;
Implantació dental: 0.1 - 2mm La placa de titani ultra-prim de 2 mm coincideix amb precisió amb la superfície de la mandíbula, augmentant l'eficiència quirúrgica en un 40%.
Integració de material heterogeni
Northeastern University Technology: Plàstic reforçat de fibra de carboni de fusió de calor (CFRP) directament al substrat de titani, amb una resistència a la cisalla a la tracció de 27,3 MPa, sense necessitat d’adhesiu.
Embalatge i transport
El nucli dels envasos i el transport dels substrats de titani rau en la "protecció i l'estabilitat", l'estructura de caixa especial de fusta personalitzada+dispositiu de compressió per evitar el moviment.
Etiquetes populars: Funcions bàsiques i rendiment del substrat de titani, funcions bàsiques de la Xina i rendiment dels fabricants de substrats de titani, proveïdors, fàbrica
