العربية

Ti-13V-11Cr-3Al (TC11) تيتانيوم LENS ترسيب الانصهار بالليزر (LMD) الطباعة ثلاثية الأبعاد

جدول المحتويات

مقدمة في التصنيع التجميعي لتيتانيوم TC11 بتقنية LMD

ترسيب الانصهار بالليزر لسبيكة تيتانيوم TC11

قدرات عملية LMD

أداء وخصائص مادة TC11

لماذا يُعد TC11 مثاليًا لتطبيقات LMD

دراسة حالة: إصلاح مكون دعامة محرك فضائي من TC11 بتقنية LMD

خلفية المشروع

سير العمل التصنيعي

ما بعد المعالجة والفحص

النتائج والتحقق

الأسئلة الشائعة

مقدمة في التصنيع التجميعي لتيتانيوم TC11 بتقنية LMD

تي-13في-11كر-3أل (TC11) هو سبيكة تيتانيوم شبه بيتا معروفة بنسبة قوتها العالية إلى وزنها، وقابليتها الممتازة للتقسية، واستقرارها الحراري الفائق. تتيح تقنية LENS (التشكيل الصافي الهندسي بالليزر)، وهي عملية ترسيب الانصهار بالليزر (LMD)، إنتاج وإصلاح مكونات TC11 كبيرة الحجم بكفاءة قريبة من الشكل النهائي.

في Neway Aerotech، تدعم خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد للتيتانيوم لدينا تصنيع LMD متقدم لتطبيقات TC11 في مجالات الفضاء والطاقة والأدوات التي تتطلب متانة هيكلية ومقاومة لدرجات الحرارة العالية.

ترسيب الانصهار بالليزر لسبيكة تيتانيوم TC11

قدرات عملية LMD

المعلمة	القيمة	الوصف
سمك الطبقة	300–800 ميكرومتر	مناسب لمعدل ترسيب عالي وهندسة كبيرة
معدل الترسيب	10–30 سم³/ساعة	فعال لبناء الهياكل وإصلاح القطع
نطاق طاقة الليزر	500–2000 واط	قابل للتعديل بناءً على سمك الجدار وحجم الميزة
الغلاف الجوي	أرجون أو نيتروجين خامل	يمنع الأكسدة أثناء تكوين حوض الانصهار
حجم جسيمات المسحوق	45–105 ميكرومتر	سيولة مثالية لأنظمة تغذية المسحوق المحورية

أداء وخصائص مادة TC11

الخاصية	القيمة	فائدة التطبيق
قوة الشد القصوى	1150–1250 ميجا باسكال	دعامات محملة في تطبيقات الفضاء والمحركات
قوة الخضوع	~1050 ميجا باسكال	صلابة هيكلية عالية تحت الأحمال الساكنة
الاستطالة	10–15%	تحافظ على المطيلية لتجهيزات الفضاء الحرجة
درجة حرارة التشغيل	حتى 500 درجة مئوية	تُستخدم في هياكل الطائرات والأجزاء المرتبطة بالتوربينات
القابلية للتقسية	ممتازة عبر بنية طور بيتا	موثوقة في البناء ذو المقاطع السميكة

لماذا يُعد TC11 مثاليًا لتطبيقات LMD

يظهر TC11 قابلية لحام واستجابة للمعالجة الحرارية outstanding، مما يجعله متوافقًا مع أنظمة LENS/LMD لكل من تصنيع القطع وإصلاح المكونات.
مقارنة بسبائك ألفا+بيتا مثل Ti-6Al-4V، يوفر TC11 قوة فائقة ومقاومة للزحف في درجات الحرارة المرتفعة.
استقرار السبيكة في LMD يتجنب التشقق الحراري الشائع في المواد الأقل مطيلية.

دراسة حالة: إصلاح مكون دعامة محرك فضائي من TC11 بتقنية LMD

خلفية المشروع

طلب عميل صيانة فضائية إصلاحًا هيكليًا لدعامة محرك مزورة من TC11 تعاني من إجهاد التعب الناتج عن الاحتكاك والتآكل السطحي بالقرب من نتوءات التثبيت. كانت الهندسة ذات انحناء عالٍ ومناطق حساسة للتعب تتطلب معالجة منخفضة التشوه.

سير العمل التصنيعي

المادة الخام للمسحوق: مسحوق تيتانيوم TC11، مُذَرَّر بالغاز، D50 = 70 ميكرومتر، معدل تدفق 10 جم/دقيقة.
النظام: نظام LENS بقوة 1.2 كيلوواط مع تغذية مسحوق محورية وطاولة رباعية المحاور.
استراتيجية الإصلاح: مسح المنطقة التالفة، إعادة بناء النموذج؛ توليد مسار الأداة لإعادة بناء سمك 8 ملم.
الترسيب: 4 طبقات بسمك 500 ميكرومتر لكل منها، مع الحفاظ على درجة الحرارة بين الممرات عند 200–250 درجة مئوية.
المعالجة الحرارية: معالجة محلولية عند 900 درجة مئوية + تقديمة عند 560 درجة مئوية لمدة 6 ساعات لاستعادة القوة.

ما بعد المعالجة والفحص

التشغيل الآلي: طحن السطح لتحقيق استواء ±0.02 ملم ومحاذاة تجويف ±0.05 ملم.
الفحص غير الإتلافي بالأشعة السينية: لا توجد عيوب اندماج أو مسامية في المادة المترسبة.
الاختبار بالموجات فوق الصوتية: التحقق من سلامة الواجهة والمعدن الأساسي.
CMM: تأكيد جميع الأبعاد المعاد بناؤها ضمن دقة ±0.03 ملم.

النتائج والتحقق

اجتاز قوس TC11 المُصلَح اختبار التعب الاهتزازي تحت محاكاة حمل المحرك الكامل لمليون دورة. أظهر الاختبار الميكانيكي قوة قصوى تبلغ 1220 ميجا باسكال وتجانسًا في الصلابة عبر منطقة الترسيب. استعاد حل LMD قابلية الخدمة ومدد عمر القطعة بأكثر من 30%.