Co to jest proszek tytanowy?

Tytan, srebrzysty metal, jest wysoko ceniony za swoją ogromną wytrzymałość i niezrównaną odporność na korozję. Proszek tytanowy jest wynikiem przetwarzania tego metalu na różne sposoby w celu uzyskania drobnego proszku metalowego. Jego kolor waha się od szarego do czarnego i ma takie same właściwości jak materiał w postaci stałej. Proszek jest szeroko stosowany w przemyśle kosmicznym i rakietowym, transporcie i przetwórstwie chemicznym do tworzenia lekkich części o wysokiej wydajności. Niektóre z procesów stosowanych do przekształcania proszku w części użytkowe obejmują formowanie wtryskowe proszku i kształtowanie siatki za pomocą inżynierii laserowej.

Metal wydobywany jest głównie w postaci dwutlenku tytanu, a tytan pozyskiwany jest z niego w procesie Kroll. Jest to skomplikowana i kosztowna metoda, która podnosi cenę metalu. Proces FFC Cambridge to nowsza metoda przetwarzania, która jest prostsza i mniej energochłonna. Wykorzystuje sproszkowaną formę dwutlenku tytanu, aby stworzyć czystszą wersję tytanu w postaci gąbki lub proszku. Wytwarzanie tego metalu w tańszy sposób otwiera zupełnie nowe możliwości w produkcji części i konstrukcji budowlanych.

Na przykład, gdyby możliwe było zbudowanie mostów z tytanu, nie tylko byłyby one prawie niezniszczalne, ale również ważyłyby mniej. Oprócz wsparcia strukturalnego, zalety proszku tytanowego, który jest nierdzewny, obejmują niższe koszty konserwacji. Części wytwarzane za pomocą proszku tytanowego mają wiele zalet w porównaniu z częściami wytwarzanymi w tradycyjnych procesach. Łatwo jest wykonać skomplikowane części, które mają jednolitą strukturę wewnętrzną bez żadnych wewnętrznych wad. Części mają również kształt zbliżony do netto, co oznacza, że ​​ostateczny kształt części jest bardzo zbliżony do pierwotnego projektu; zmniejsza to potrzebę wykańczania powierzchni.

Istnieje wiele technik wytwarzania proszku tytanowego, takich jak atomizacja gazowa, proces z wirującą elektrodą plazmową i proces wodorkowy. Jakość proszków różni się w zależności od zastosowanego procesu. Na przykład proszek tytanowy otrzymany przez atomizację jest kulisty, podczas gdy proszki wodorkowo-dewodorkowe są kanciaste. Te proszki są następnie strukturyzowane w części za pomocą technik, takich jak formowanie wtryskowe metalu lub proszku, spiekanie laserowe i bezpośrednie walcowanie proszku. Laserowe kształtowanie siatki, prasowanie izostatyczne na gorąco i iskrowe spiekanie plazmowe to tylko niektóre z innych procesów stosowanych do konsolidacji proszku.

Formowanie wtryskowe metali jest wykorzystywane do tworzenia wielu małych i średnich części w dużych ilościach. Proces polega na zmieszaniu proszku tytanowego ze spoiwem polimerowym. Jest on wprowadzany do formy, a spoiwo jest usuwane za pomocą obróbki cieplnej. Wadą jest to, że spoiwo może reagować lub może zostać niewłaściwie usunięte, co skutkuje częściami o mniej niż idealnych właściwościach mechanicznych. Wytworzone w ten sposób części tytanowe nie nadają się do stosowania w przemyśle lotniczym, ale mogą być stosowane w mniej krytycznych obszarach.

Najbardziej futurystyczny sposób tworzenia części z tytanu obejmuje proces spiekania laserowego. Proszek tytanowy jest stapiany warstwa po warstwie na wierzchu łoża proszkowego za pomocą lasera o dużej mocy. Nowa warstwa jest nakładana na wierzch, a proces trwa do zakończenia części. Wiele zalet tej metody to brak produktów odpadowych, brak narzędzi i zmniejszona potrzeba tradycyjnego wykańczania. Dodatkowo proces ten jest prawie w 100% wydajny i pozwala z dużą łatwością wytwarzać skomplikowane części.