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《BLT 将大规模生产用于增材制造应用的 BLT-Ti?AlNb 粉末》

  • 来源专题：智能制造
  • 编译者： icad
  • 发布时间：2024-07-31

  • Bright Laser Technologies （BLT） 现在正在大规模生产用于增材制造的高质量 BLT-Ti?AlNb 粉末。这一成就标志着该领域的重大进步，为航空航天等需要高温、轻质结构材料的行业提供了有前途的解决方案。

    Ti?AlNb因其高强度重量比、优异的高温性能以及优异的抗氧化性和耐腐蚀性，是最有前途的高温轻质结构材料之一。其轻质特性和良好的抗蠕变性，以及复杂制造的能力，使其成为航空航天和汽车应用的理想选择，可提供增强的性能和效率。然而，由于合金的室温塑性和热变形性差，生产 Ti?AlNb 零件的传统方法面临挑战。增材制造技术的快速发展为克服这些挑战提供了新的途径。

    制备高质量的Ti?AlNb粉末对于增材制造的成功至关重要。BLT利用先进的惰性气体雾化技术生产这种粉末，再加上优化的粉末加工技术，大大减少了卫星粉末的发生。这确保了高质量 BLT-Ti?AlNb 粉末的一致大规模生产。

    BLT-Ti?AlNb粉体的标称化学成分为Ti-22Al-25Nb，产品规格为15-53μm。BLT-Ti?AlNb合金在室温和高温下都表现出优异的性能，包括低密度和高温抗氧化性。它可以在 800°C 至 900°C 的温度范围内长时间使用。热处理后，由BLT-Ti?AlNb粉末生产的零件具有令人印象深刻的机械性能，在900°C的高温下具有250-270 MPa的抗拉强度，140-160 MPa的屈服强度和38.8%-42.8%的伸长率。

    BLT 使用 BLT-Ti?AlNb 材料生产了流道的演示样品，展示了其卓越的性能。该样品代表了主动冷却液体发动机的典型结构，其特点是将数十个矩形流道设计在零件的内壁和外壁中。该结构紧凑，最薄的壁厚仅为 1 mm，展示了 BLT-Ti?AlNb 材料的选择性激光熔化 （SLM） 成型能力。

    为了获得最佳结果，BLT 精心优化了工艺参数，包括扫描速度、激光功率、扫描间距和预热温度，以确定适合制备 Ti?AlNb 基合金部件的工艺窗口。这些精确的参数现在适用于BLT商用设备的所有型号，从而能够生产出质量一致的致密、无裂纹的零件。

    近年来，Ti?AlNb材料的发展在全球范围内引起了高度关注。尽管如此，关于使用增材制造技术成功生产 Ti?AlNb 零件的报道很少，相关研究仍处于早期阶段。BLT在大规模生产高质量BLT-Ti?AlNb粉末方面的成就，不仅将推动Ti?AlNb的增材制造工艺、微观结构和性能的研究，还将推动Ti?AlNb零件的大规模工程应用。

  • 原文来源：https://www.voxelmatters.com/blt-to-mass-produce-blt-ti%e2%82%82alnb-powder-for-am-applications/
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    • 南非科学与工业研究委员会 （CSIR） 使用最近投入使用的超声波雾化器成功生产了 316L 不锈钢粉末，该机器由科学、技术和创新部 （DSTI） 的一个实体国家研究基金会 （NRF） 共同资助。该机器生产出具有增材制造所需的粒度、流动性和密度的高质量粉末，特别是粉末床熔融技术。目前，南非依靠进口来获得这种质量的粉末。 超声波雾化器机设计用于从反应性和非反应性材料制造各种金属粉末。利用这一能力，CSIR 能够为南非市场提供中试规模的 316L 不锈钢粉末。 粉末生产过程涉及使用先进的分析方法进行细致的表征，以确保粒度分布、流动性和堆积密度的一致性。这些属性对于实现最终 3D 打印产品的质量至关重要。 “我们的目标是在当地创造可持续的高质量不锈钢粉末供应，目前在增材制造领域有很大的需求。利用我们的能力和专业知识，我们相信我们可以为建立本地生产的粉末做出贡献，以发展增材制造行业。我们对这推动工业增长和本地化的潜力感到兴奋，“CSIR 粉末冶金技术研究小组负责人 Miemie Maminza 博士说。 利用其专业知识，CSIR 已成功使用其本地雾化粉末 3D 打印具有工业用途价值的原型工具。原型是使用 Hyrax 制造的，Hyrax 由一家名为 Aditiv Solutions 的当地公司设计和制造。 “通过制造自己的金属粉末和开发打印机，我们正在培育一个创新孕育经济赋权的生态系统;推动技术进步，支持当地企业并创造就业机会。这种方法导致了积极的经济增长和发展的循环，“CSIR 增材制造首席研究员 Ntombi Mate 博士说。 “在审查了 CSIR 生产的 316L 不锈钢粉末的初始批量生产报告后，Metal Heart 发现这种国产粉末的质量与国际采购的材料质量一致。粉末在氧含量、密度、粒径和形态等方面均符合标准。因此，Metal Heart 有信心将这种粉末用于他们的生产过程，预计不会在质量上妥协，“Metal Heart 总监 Gerrie Lombaard 说。 该倡议是更广泛的国家议程的一个组成部分，旨在推动本地化、减少对进口的依赖并增强当地行业的技术能力。DSTI 在发展增材制造价值链的各个方面进行了大量投资。这包括从增材技术流程角度取得的进步，例如增材制造设计 （DFAM） 和增材制造机械制造。此外，他们还专注于下游的后处理方面，如表面热处理。此外，他们通过开发粉末/原料和设计循环性来瞄准上游。 “CSIR 的这一里程碑值得祝贺，这是在 DSTI 和 NRF 的资助下实现的，因为这是帮助加强上游增材制造价值链和提高当地国家粉末加工能力的重要一步。我们期待收到进一步的积极反馈，了解如何以具有竞争力的价格扩大技术规模以满足行业需求，“DSTI 技术本地化、选矿和先进制造首席总监 Beeuwen Gerryts 说。
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    • 增材制造 基于3D打印技术的摇滚演唱会 上周，黑色安息日摇滚乐队在法兰克福的表演带给德国摇滚歌手极大震撼，就在同一时间，另一支乐队也在法兰克福会展中心的一个大型会堂里准备自己的演出设备。实际上，这支乐队在此之前还没有接触过自己要演奏的乐器；这是因为他们所使用的乐器是在演出前一天才用3D打印机打印出来。 当时，欧洲模具展也在法兰克福会展中心举行，该展会是一个全球性展会，为来自世界各地的模具制造、机床制造和准备开设工厂的工程师提供了一个交流平台。欧盟模具展已经举办了20年，不仅展出传统生产技术设备，如焊接、机械加工和注朔成型技术设备，新近出现的3D打印技术设备也出现在了本届展会上。3D打印技术又被称为增材制造技术，是指利用添加材料的方法来制造实体物品的技术。根据欧洲模具展公布的信息，3D打印设备已经有20种不同的方式打印方式，使用的打印材料除了朔料、金属之外，越来越多的其他材料也能被用与3D打印。 大卫·阿杜·阿毗基和其他乐队成员在欧洲模具展上表演所使用的电吉他、电子琴和架子鼓都是使用3D打印技术设备打印出来的，这他们的表演最吸引人观众的地方。大卫他们的表演想人们展示了3D打印技术发展的两个重要趋势。第一个趋势：人们利用3D打印技术，不用花多少钱就能成为一个生产商。 使用3D打印机来制造乐器已经不是什么新鲜事了。此前，在位于新西兰奥克兰的梅西大学，有一个名叫奥拉夫·迪戈尔的机电一体化教授，他喜欢弹吉他，曾使用3D打印机制造了一些乐器。随着奥拉夫·迪戈尔的设计乐器的品质不断提高，奥拉夫·迪戈尔将自己制造的乐器图片发表在了自己的博客上；不久就有人联系奥拉夫·迪戈尔，表示愿意购买这些乐器。在2012年，奥拉夫·迪戈尔成了一个叫做“ODD 吉他”的公司，进行小规模地制造乐器。ODD吉他公司每一把吉他都是按照买家的要求定制，因此，每一把吉他都是独一无二的。ODD吉他公司在销售了20多把吉他后，奥拉夫·迪戈尔将销售定制3D打印吉他的业务转给了一个名叫“3D系统”的美国公司，正是3D系统公司为大卫·阿杜·阿毗基他们制造了在欧洲模具展上表演用的乐器。 “沃雷斯联盟”是一家3D打印技术行业资讯公司。在沃雷斯联盟主办的一次展会上，奥拉夫·迪戈尔声称：“销售3D打印技术制造的产品，几乎不会遇到资金危机。”3D打印机能按照买家要求打印吉他，因此，制造厂商不会有任何库存问题。此外，3D打印机电整个制造产品的过程都由电脑软件控制，如果要对产品进行修改，直接用电脑软件修改即可，无需调整价值不菲的生产设备。例如，一些吉他买家告诉奥拉夫·迪戈尔他们想要在电吉他上嵌木板，以保证吉他声音的纯正，奥拉夫·迪戈尔随即按照他们的要求进行了调整，虽然在奥拉夫·迪戈尔看来，在吉他上嵌不嵌木板，发出的声音根本没有任何区别。 第二种趋势：将传统加工技术与3D打印技术相结合。奥拉夫·迪戈尔对此解释道：“你能用3D打印机打印出所有东西，但所有东西都要用3D打印机来制造，这就有点过了。”因此，奥拉夫·迪戈尔制造的吉他、架子鼓和电子琴都使用了一些使用传统技术制造的零件和电子元件。（虽然3D打印机也能打印出电子元件。）奥拉夫·迪戈尔的想法是用当前最好的加工方法来制造乐器。奥拉夫·迪戈尔制作了一把名叫“蒸汽朋克”的电吉他，“蒸汽朋克”的内部装满了转动的齿轮；“蒸汽朋克”这种精细的结构如果使用常规机床制造，将是十分困难。 在欧洲模具展上，人们还见到了将传统技术和3D打印技术相结合的其他应用领域。德国DMG Mori Seiki公司是一家在德国和日本都有生产基地的工业机床制造商，该公司在本次欧洲模具展上，想人们展示了他们制造的融合3D打印技术和传统加工技术的混合加工技术机床原型，该机床自身能存储金属粉末，利用激光将金属粉末融化，并将融化后的液态金属一层层地焊接在一起；除了这种激光打印设备，该机床还配有多轴联动铣削头，能将工件上多余的材料去除掉，从而加工出高精度零件。 3D打印技术看起来还不错吧？大卫·阿杜·阿毗基对此已有了深刻印象，但大卫·阿杜·阿毗基认为要是对3D打印机还做一些改进，做出的乐器会更好。不论怎样，这些3D打印机打印出来的乐器足以让奥齐·奥斯本和其他黑色安息日摇滚乐队的成员大吃一惊了。
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