टाइटेनियम Ti-6Al-4V (TC4) WAAM (वायर और आर्क एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग) 3D प्रिंटिंग
TC4 टाइटेनियम मिश्र धातु के लिए WAAM एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का परिचय
Ti-6Al-4V (TC4) सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला α+β टाइटेनियम मिश्र धातु है, जो उत्कृष्ट शक्ति-से-वजन अनुपात, संक्षारण प्रतिरोध और वेल्डेबिलिटी प्रदान करता है। WAAM (वायर और आर्क एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग) कम सामग्री अपशिष्ट और उच्च निक्षेपण दरों के साथ बड़े पैमाने पर TC4 घटकों के उत्पादन के लिए एक कुशल समाधान प्रदान करता है।
Neway Aerotech में, हम एयरोस्पेस, समुद्री, ऊर्जा और टूलिंग उद्योगों के लिए WAAM टाइटेनियम एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग सेवाएं प्रदान करते हैं, जो उच्च-प्रदर्शन वाले TC4 संरचनात्मक घटकों के उत्पादन और मरम्मत को सक्षम बनाते हैं।
TC4 टाइटेनियम के लिए WAAM प्रक्रिया क्षमताएं
मुख्य तकनीकी पैरामीटर
पैरामीटर | मान | विवरण |
|---|---|---|
निक्षेपण दर | 1–4 kg/h | बड़ी संरचनाओं के तेजी से निर्माण को सक्षम बनाता है |
तार व्यास | 1.2–1.6 mm | मानक Ti-6Al-4V वेल्डिंग वायर फीडस्टॉक |
शील्डिंग गैस | आर्गन (≥99.99%) | निक्षेपण के दौरान ऑक्सीकरण को रोकता है |
इंटरपास तापमान | 150–300°C | अवशिष्ट तनाव और तापीय ढलान को नियंत्रित करता है |
अंतिम घनत्व | ≥99.5% | गढ़े गए Ti-6Al-4V सामग्रियों के तुलनीय |
उचित प्रक्रिया नियंत्रण और पोस्ट-हीट ट्रीटमेंट के साथ WAAM बिल्ड्स लगभग गढ़े हुए यांत्रिक गुण प्राप्त कर सकते हैं।
WAAM के माध्यम से Ti-6Al-4V (TC4) के यांत्रिक गुण
गुण | मान सीमा (जैसा-निर्मित) | हीट ट्रीटेड (एनील्ड) | विवरण |
|---|---|---|---|
अंतिम तन्य शक्ति | 900–950 MPa | 950–1000 MPa | उच्च संरचनात्मक शक्ति |
यील्ड स्ट्रेंथ | 850–900 MPa | 880–950 MPa | फ्लाइट और समुद्री भार के लिए उपयुक्त |
दीर्घीकरण | 8–12% | 10–14% | बड़ी-दीवार वाली संरचनाओं में लचीलापन बनाए रखता है |
घनत्व | 4.43 g/cm³ | — | उत्कृष्ट शक्ति अनुपात के साथ हल्का वजन |
कठोरता (HV) | 320–340 HV | 330–360 HV | बाहरी अनुप्रयोगों के लिए घिसाव प्रतिरोध |
TC4 टाइटेनियम घटकों के लिए WAAM के लाभ
उच्च सामग्री उपयोग: 90% से अधिक वायर-से-पार्ट दक्षता, जिससे घटाव विधियों की तुलना में अपशिष्ट कम होता है।
बड़े पैमाने की क्षमता: बीम, रिब्स और फ्यूजेज फ्रेम जैसे मीटर-स्केल टाइटेनियम भागों के विनिर्माण को सक्षम बनाता है।
मरम्मत और हाइब्रिड एकीकरण: महत्वपूर्ण सहनशीलता के लिए घटक पुनर्स्थापन या CNC मशीनिंग के साथ एकीकरण का समर्थन करता है।
कम उत्पादन लागत: बड़ी संरचनात्मक भागों के लिए पारंपरिक बिलेट मशीनिंग की तुलना में 40–60% लागत बचत।
केस स्टडी: TC4 टाइटेनियम एयरोस्पेस बीम संरचना का WAAM
परियोजना पृष्ठभूमि
एक एयरोस्पेस ग्राहक को 1.2 मीटर के TC4 विंग स्पार खंड की आवश्यकता थी, जिसमें वजन सीमाएं और गढ़े हुए भागों के समान यांत्रिक शक्ति होनी चाहिए थी। बिलेट सामग्री से पारंपरिक CNC >80% अपशिष्ट और लंबे चक्र समय का कारण बनता है।
विनिर्माण वर्कफ़्लो
वायर सामग्री: Ti-6Al-4V (TC4), Ø1.6 mm, AWS A5.16 ग्रेड ELI।
WAAM सेटअप: टैंडम टॉर्च GTAW WAAM, निक्षेपण दर 2.8 kg/h, 400 A करंट, 12 mm बीड चौड़ाई।
बिल्ड रणनीति: ज़िग-ज़ैग इंटरलेयर पास, ताप इनपुट को नियंत्रित करने के लिए परतों के बीच पुनः क्लैम्पिंग के साथ।
पोस्ट-प्रोसेसिंग: विकृति को हटाने के लिए 720°C पर 2 घंटे के लिए एनील्ड; 540°C पर स्ट्रेस-रिलीव्ड।
फिनिशिंग: ±0.02 mm तक सटीक इंटरफेस और छिद्र स्थानों की CNC मशीनिंग।
निरीक्षण और सतह फिनिशिंग
CMM निरीक्षण ने 1.2 मीटर लंबाई पर प्रोफ़ाइल विचलन <0.03 mm की पुष्टि की।
रोटरी ब्रश और बीड ब्लास्टिंग द्वारा राउनेस Ra ≤ 5 μm प्राप्त किया गया।
एक्स-रे निरीक्षण और अल्ट्रासोनिक परीक्षण ने पूर्ण फ्यूजन और कोई सरंध्रता या बॉन्डिंग की कमी नहीं दिखाई।
अंतिम भाग ने 1⁶ चक्रों के लिए 950 MPa पर थकान परीक्षण पास किया, बिना किसी दरार शुरू होने के।
परिणाम और सत्यापन
WAAM द्वारा उत्पादित TC4 स्पार ने बिलेट CNC की तुलना में 45% सामग्री लागत में कमी और 30% लीड टाइम बचत हासिल की। यांत्रिक परीक्षण ने 970 MPa की अंतिम शक्ति और 11.2% के दीर्घीकरण की पुष्टि की, जो इसे एयरोस्पेस फ्लाइट हार्डवेयर के लिए योग्य बनाती है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)
टाइटेनियम पार्ट के आकार और निक्षेपण दर के मामले में WAAM की तुलना SLM से कैसे होती है?
क्या TC4 WAAM भाग एयरोस्पेस योग्यता आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं?
Ti-6Al-4V के लिए WAAM निक्षेपण के बाद अनुशंसित हीट ट्रीटमेंट क्या है?
लंबे टाइटेनियम घटकों के WAAM के दौरान विकृति को कैसे प्रबंधित किया जाता है?
क्या टाइटेनियम पार्ट की मरम्मत या हाइब्रिड बिल्ड रणनीतियों के लिए WAAM का उपयोग किया जा सकता है?
