Yeni Titanyum Alaşımı 3D Baskıyı Daha Güçlü ve Daha Ucuz Hale Getiriyor

Engineers from the Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) unveiled a new manufacturing process to create 3D-printed titanium. The revamped design replaces expensive ingredients while enhancing durability and reducing production costs and time. Here’s how this upgraded titanium alloy has the potential to revolutionize several industries, while inspiring innovative new composite designs.

3D Baskılı Titanyum Alaşımları

Titanyum alaşımını 3D baskı yapabilme yeteneği henüz yaklaşık on yıl kadar eski ve her yıl gelişmeye devam ediyor. Bilim insanlarının titanyum alaşımlarını ideal bir 3D baskı malzemesi olarak tercih etmelerinin birçok nedeni var. Birincisi, olağanüstü bir mukavemet‑ağırlık oranı sunmaları. Ayrıca, malzeme korozyona dayanıklı olduğu için tıp ve diğer yüksek teknoloji kritik cihazlarda kullanılabiliyor.
Son gelişmeler, 3D baskılı titanyum alaşımlarına olan ilgiyi daha da artırdı. Tekrarlanabilir titanyum kafes yapılarının geliştirilmesi, bu baskıların daha stabil olmasını sağladı ve daha fazla uygulamada kullanılmalarına olanak tanıdı. Özellikle, titanyum alaşımlarını baskılamanın en yaygın yolu, Lazer Toz Yatak Füzyonu (LPBF) veya Yönlendirilmiş Enerji Biriktirme (DED) tekniklerini kullanmaktır.

Ti-6Al-4V’yi Anlamak: Endüstri Standardı Alaşım

Birçok titanyum alaşımı bulunmasına rağmen, en popüler ve köklü olanı Titanyum grade 5 (Ti-6Al-4V) dir. Bu titanyum alaşımı baskılara dayanıklılık, mukavemet ve düşük yoğunluk sağlar. Ayrıca, çok yönlülüğü sayesinde ileri düzey uzay ve otomotiv uygulamalarında ana bileşen olarak kullanılabildiği geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılabilir.

3D Baskı Titanyum Alaşımlarıyla İlgili Sorunlar

Popüler olmasına rağmen, Titanyum Grade 5 mükemmel değildir. Eksiklikleri arasında oksidasyona açık karmaşık bir üretim süreci bulunur; bu da baskıda hatalara yol açar. Bunu önlemek için bu cihazlar yalnızca inert bir gaz ortamında çalışabilir. Bu gereksinimlerin her biri, 3D baskı titanyumun toplam maliyetine eklenir.

Titanyum Baskısında Mikroyapı Kontrolünün Önemi

Bugünün titanyum 3D baskı yaklaşımındaki en büyük sınırlayıcı faktörlerden biri, katılaşma sürecinde meydana gelen mikroyapısal geçişlerin kontrol edilmesidir. Bu, sütunlu‑ekvayz geçişi (CET) olarak bilinir ve yüksek kaliteli titanyum alaşım baskıları üretmek için yönetilmesi gereken kritik bir bileşendir.
Şu ana kadar, araştırmacıların CET üzerinde kesin kontrol sağlaması son derece zor olmuştur. Veriler, bu malzemelerin soğuma sürecinde sütun şeklinde mikroyapılar oluşturma eğiliminde olduğunu gösteriyor. Ne yazık ki, bu yapılar baskıların bütünlüğünü bozar, mekanik özelliklerde düzensizlik ve dayanıklılık azalmasına yol açar.

3D Baskılı Titanyum Alaşım Çalışması

Neyse ki, bu sorunlar geçmişte kalabilir. Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) bilim insanlarından oluşan bir ekip, 3D baskılı titanyum alaşımlarının tam potansiyelini ortaya çıkarmayı yeni keşfetti.

Çalışmaları¹, “Metal eklemeli imalatta sütunlu‑ekvayz geçişlerini tahmin etmek için bileşimsel kriterler“, Nature Communications bilimsel dergisinde yayınlanmış, yeni malzeme karışımlarıyla sütun şeklindeki mikroyapıların oluşumunu nasıl aşabildiklerini açıklıyor.

Kaynak – RMIT University