Applicazioni con i sistemi a gas freddo Impact
Produzione additiva Ti-6Al-4V
Catena di processo di produzione additiva di spruzzatura a freddo (CSAM) per Ti-6Al-4V con N2 come gas di processo
Finora il Ti-6Al-4V è stato considerato uno dei materiali più esigenti e impegnativi da lavorare con la tecnologia del gas freddo. L’elevata velocità delle particelle e l’elevata energia cinetica risultante, necessaria durante la lavorazione di Ti-6Al-4V con il processo a gas freddo, hanno portato a una porosità della struttura dello strato del 3% e oltre. La catena di processo recentemente sviluppata da Impact Innovations GmbH per la produzione additiva di componenti in Ti-6Al-4V raggiunge ora una porosità della struttura dello strato < 0,5% e quindi proprietà meccaniche che soddisfano i requisiti di ASTM F3001, ISO 5832-3 e supera AMS 4930.
La combinazione perfetta di hardware di rivestimento, parametri di processo e metodo di post-trattamento è la chiave del successo del processo CSAM.
A differenza di altre tecnologie di produzione additiva, con la tecnologia a gas freddo, il collegamento è costituito esclusivamente dall’elevata energia cinetica e dalla conseguente deformazione plastica delle particelle di polvere. A differenza di altre tecnologie additive comuni come i processi laser, a fascio di elettroni o ad arco, le particelle non vengono fuse sopra o sopra. Durante l’assemblaggio dei componenti, non è quindi necessaria una speciale atmosfera di gas protettivo. La velocità di costruzione di Ti-6Al-4V è di circa 3 kg/h, con un’efficienza applicativa del 98%.
Microstruttura del Ti-6-4 post-trattato a 100x e 3000x di ingrandimento
Impact Innovations GmbH ha deciso di dimostrare la sua catena di processo di nuova concezione per la produzione additiva di componenti in Ti-6Al-4V su un “albero della ventola demo” per motori aeronautici a turbogetto. Il “Demo-Fanshaft” ha un diametro massimo di 223 mm ed è lungo 380 mm. La produzione additiva del “demo fanshaft” ha richiesto circa 2 ore. Il peso dopo la finitura meccanica finale è di 3,2 kg.
Un nucleo di alluminio è stato utilizzato come base per la costruzione del “albero della ventola demo”, che è stato rimosso mediante dissoluzione chimica dopo l’applicazione del rivestimento Ti-6Al-4V. Dopo il rilascio dell’anima in alluminio, il componente è stato sottoposto a speciali processi di post-trattamento per poter impostare le proprietà meccaniche desiderate. L'”albero della ventola demo” è stato quindi elaborato fino al progetto finale utilizzando vari processi di post-elaborazione meccanica come tornitura, fresatura ed erosione.
La lega Ti-6Al-4V è tipicamente utilizzata in applicazioni navali e di difesa, per la produzione di parti strutturali aerospaziali, componenti di turbine a gas e impianti e protesi biomediche
