Титан против алюминия: высокопроизводительные металлы для обработки и 3D-печати

Когда вы думаете о выдающемся сочетании свойств материала для деталей, на ум приходит легкий вес и прочность. Конечно, то же самое верно для алюминия и титана. Оба материала соответствуют другим важным критериям, таким как отличная коррозионная стойкость и термостойкость. Через 3D-печать илиПрецизионная обработка с ЧПУ, Эти два металла оказались невероятно универсальными для деталей в различных отраслях промышленности.

Алюминий и титан легкие, но по разным причинам. Низкий удельный вес алюминия (2,7 г/см3) означает, что он намного легче стали, которая примерно в три раза тяжелее. Хотя титан примерно на две трети тяжелее алюминия, его внутренняя прочность означает, что вам нужно его меньше. На самом деле, вам нужна только часть количества титана, чтобы достичь той же физической силы, что и с алюминием. Титан используется, например, в авиационных двигателях, а также в космических аппаратах. Его прочность и легкий вес снижают затраты на топливо.

Свойства материала алюминия и титана

В этой таблице представлен технический обзор типов алюминия и титана, которые мы предлагаем для DMLS и механической обработки.

Алюминий против титана

Поскольку оба материала обладают высокой прочностью и малым весом, важно учитывать другие отличительные характеристики при принятии решения о том, какой сплав использовать для ваших деталей.

Сила/вес: в критических ситуациях, когда каждый грамм имеет значение, но вам все еще нужны прочные детали, титан является первым выбором. Титановые медицинские компоненты, сложные спутниковые компоненты, светильники и кронштейны настолько успешны именно по этой причине.

Стоимость: Алюминий-самый экономичный металл для обработки илиПрототип 3d печати. В то время как титан увеличивает стоимость, он также может повысить стоимость. Более легкие детали приводят к экономии топлива при транспортировке, а во-вторых, детали из титана просто служат дольше.

Термальные свойства: Применения которые требуют высокой термальной проводимости, как теплоотвод, извлекают пользу из алюминия. В высокотемпературных применениях высокая температура плавления титана приносит пользу применениям, где термостойкость является высоким приоритетом, например, компонентам аэрокосмических двигателей.

Коррозионная устойчивость: И алюминий и титан предлагают превосходную коррозионную устойчивость.

Благодаря своей коррозионной стойкости и отсутствию реактивности титан является наиболее биосовместимым металлом, что делает его идеальным для медицинских применений, таких как хирургические инструменты. Ti 6-4 также может выдерживать соленые среды и часто используется в морских приложениях.

Приложения для алюминия

Алюминий есть везде-это самый распространенный металл на нашей планете. Тонкий слой оксида алюминия, который образуется при воздействии воздуха, делает его практически свободным от коррозии, а его легкий вес помогает вашим частям не действовать как якорь корабля. Хотя алюминий обычно не реагирует на кислоты, он имеет тенденцию к коррозии в щелочных (основных) средах.

Вообще, алюминий использован для воздушных судн и строительных материалов, как структуры рамки не-нагрузк-подшипника. В частности, 6082 является первым выбором для велосипедных рам, резервуаров для подводного плавания, рыболовных катушек, небольших лодок и рам транспортных средств. Более сильные свойства 7075 делают им идеал для прессформ для пластмасс и инструментов, так же, как рамок воздушных судн. И если вы ищете хороший электрический проводник, алюминий-это путь. Он может оптимально передавать тепло, что делает его отличным материалом для радиаторов.

Алюминиевый сплав, используемый в нашем процессе DMLS (прямое лазерное спекание металла), AlSi10Mg, также содержит кремний и магний. Он обычно используется для отливок и наиболее напоминает сплав серии 3000, потому что он содержит магний в качестве основного легирующего элемента. Свойства 3D-печатного алюминия превосходят свойства его литого под давлением аналога, за исключением более низкого удлинения при разрыве.

Приложения для титана

Титан также является одним из самых распространенных металлов на Земле, но его температура плавления настолько высока, что его трудно перерабатывать в полезный продукт. Это основная причина, почему он дороже, чем другие металлы. Детали из титана повышают стоимость, потому что их трудно обрабатывать. Титан известен своей прочностью и имеет хорошее соотношение прочности к весу. Он также обладает отличной коррозионной стойкостью и является одинаково плохим электрическим проводником.

Одним из преимуществ титана является его низкое тепловое расширение. С температурой плавления около 1660 градусов по Цельсию, он лучше сохраняет свою форму при воздействии тепла. Кроме того, титан не поглощает тепло, а отражает его. Таким образом, вы найдете его в окнах с низким уровнем E, которые отражают теплые инфракрасные лучи солнца.

Что касается внешнего вида, цвет титана варьируется в зависимости от того, насколько он был изменен. Он может варьироваться от тусклого серого в необработанной форме до блестящего серебра в гладкой форме. Титан, используемый в нашем процессе DMLS,-это Ti 6Al4V, более известный как Ti 6-4. Он имеет подобные механические свойства к рангу 23 ти в обожженном состоянии и имеет исключительную прочность на растяжение.

Причины для обработки алюминия и титана

Фрезерование с ЧПУИЧПУ поворотныйПроверенные процессы производства алюминиевых и титановых деталей. Процессы быстры-часто производящ части в меньше чем дне-и они поддерживают допуски/-0,1 мм. Если вам нужен аИзготовление деталей быстрого прототипирования, Алюминий выделяется своей низкой стоимостью и высоким качеством. Однако обработка несколько ограничена с точки зрения геометрии, поэтому чрезвычайно сложные конструкции требуют другого решения, такого как DMLS, независимо от того, какой материал вы выберете.

Одним из факторов, о которых вы можете не думать при выборе материалов, является обработка отходов. Хотя измельчение лишнего материала отлично подходит для недорогого алюминия, это не идеальное решение для дорогого титана. По этой причине инженеры часто выбирают прототип алюминия, а затем переключаются на титан для производства деталей. Обработка алюминия популярна в автомобильной промышленности, где легкий вес является ключом к улучшению экономии топлива и минимизации воздействия на производительность.

Причины 3D-печати алюминия и титана

DMLS-это процесс аддитивного производства. Лазер синтеза использован для того чтобы сварить порошкообразный металл и сформировать его в части слой за слоем. Основным преимуществом DMLS является то, что вы можете создавать детали с невероятно сложной геометрией, такие как соты и сетчатые структуры. Обработка просто не может соответствовать гибкости дизайна DMLS-независимо от металла, который вы выбираете.

Если вам нужны детали из титана, стоимость этого материала является преимуществом, о котором вы, возможно, не думали. Использование порошка означает, что у вас практически нет металлических отходов. Кроме того, в то время как производственные затраты немного выше с DMLS, детали предлагают добавленную стоимость с сочетанием прочности и снижения веса. И дополнительный бонус? С помощью DMLS вы можете объединить отдельные части сборок в единую прочную деталь. Это экономит время во время сборки и уменьшает ваш счет материалов (BOM).

Если вам нужна дополнительная помощь, пожалуйста, свяжитесь с инженером по применению Richconn на 86-0755-28025755 илиSales@richconn.com.cn. Чтобы начать работу над своим следующим дизайн-проектом сегодня, просто загрузите 3D-модель CAD и получите интерактивное предложение в течение нескольких часов.