Existem diferentes tipos de impressão 3D de acordo com diferentes materiais, entre os quais o pó metálico é uma das principais matérias-primas para impressão 3D, e o pó metálico de alta pureza precisa ser usado como matéria-prima. Os parâmetros relevantes do pó, como composição química, formato das partículas, tamanho e distribuição das partículas, fluidez, etc., têm um grande impacto na qualidade da impressão 3D. Titânio e materiais de liga de titânio, com suas propriedades únicas, podem ser preparados em pós que atendem aos requisitos de materiais metálicos de impressão 3D, mas a dificuldade de preparação também é alta. Atualmente, as principais tecnologias maduras para a preparação de pó de liga de titânio impresso em 3D incluem método de eletrodo rotativo de plasma, material de fio de plasma e método de atomização de gás.

Os produtos produzidos por impressão 3D de pó de liga de titânio têm as vantagens de alta dureza, baixo coeficiente de expansão térmica e boa resistência à corrosão.

Comparação de três métodos principais de preparação para pó de liga de titânio

1.1 Método de eletrodo giratório de plasma Este método de preparação utiliza eletrodos feitos de metal ou liga, e a face final é aquecida por um arco para derreter em um líquido. Sob a ação de sua própria força centrífuga de alta velocidade, o líquido é expelido e esmagado em pequenas gotas e depois condensado em pó. Este processo pode ajustar a velocidade do eletrodo para controlar o tamanho das partículas do pó e é uma das formas ideais de obter pó esférico. Possui características de alta esfericidade, boa fluidez do pó, alta densidade de carga e superfície lisa. O controle do processo de impressão é confiável e não é fácil produzir defeitos como gases precipitados e rachaduras. No entanto, devido à limitação da velocidade centrífuga, o pó de liga de titânio produzido possui um tamanho de partícula mais grosso e uma faixa de distribuição de tamanho de partícula relativamente concentrada, resultando em custos mais elevados e menor produtividade.

1.2 Método de atomização de fio de plasma Este método de preparação utiliza diferentes fios de liga como matéria-prima e os processa em pós esféricos. Foi inicialmente desenvolvido de forma independente por uma empresa canadense e possui equipamentos de fabricação independente, o que tem certa influência na indústria. O pó esférico produzido por esta tecnologia tem as vantagens de alto rendimento de pó, baixo teor de impurezas e alta eficiência de trabalho, tornando-o adequado para o desenvolvimento de pó de liga de titânio. No entanto, também existem vestígios de "bolas de satélite" e muito pouco fenômeno de adesão, que têm pouco efeito no desempenho de uso.1.3 Método de atomização de gás O método de atomização de gás é um método que usa fluxo de ar de alta velocidade para esmagar o fluxo líquido de metal, solidificar rapidamente e formar pó. Este método só precisa superar as forças intermoleculares entre os átomos do metal líquido para dispersá-lo. Basicamente, qualquer material que possa formar um líquido pode ser atomizado. Atualmente, o método de atomização a vácuo e o método de atomização com gás inerte são amplamente utilizados. O pó de liga de titânio preparado pelo método de atomização a gás tem características de solidificação rápida, sem partículas ocas e boa esfericidade, mas o rendimento do pó é baixo e o custo de produção é alto. Atualmente, a maior parte da tecnologia de atomização usada na China para produzir pós de titânio e ligas de titânio tem baixo rendimento de pó.

Comparação de diferentes processos de preparação Os métodos mencionados acima para preparar pós esféricos de titânio e ligas de titânio são atualmente a principal direção de experimentos de pesquisa e produção no país e no exterior. O primeiro método tem baixo custo de equipamento e produz pós de liga de titânio com boa esfericidade, mas o tamanho de partícula do pó resultante é relativamente grosso. Isto pode ser controlado ajustando parâmetros para controlar o tamanho das partículas. O terceiro tipo de pó de liga tem boa esfericidade e tamanho de partícula pequeno, e também existem muitos tipos de preparação, mas a tecnologia de aplicação doméstica ainda não está muito madura. O método de atomização a gás produz partículas finas de pó com baixo teor de oxigênio e sem requisitos especiais para matérias-primas, mas o custo de produção é relativamente alto.

Vários métodos de preparação têm suas vantagens e desvantagens. Após análise e comparação, o método do eletrodo rotativo de plasma foi selecionado para a preparação de atomização de pó de liga de titânio, e o efeito foi significativo.

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