FAST-forge为航空航天工业提供钛3D打印材料

国际金属加工网 2017年01月12日

来自先进制造联盟的新研究将生产更便宜的、丰富的3D打印材料:钛,该项目旨在提供一个更有效和更具成本效益的钛制造工艺。FAST-forge是由Innovate UK资助的一项计划,英国创新机构认为,到2020年,增材制造为英国经济的贡献将超过10亿美元。

据了解,FAST-forge项目将由Safran Landing Systems、谢菲尔德大学、Strathclyde大学高级成型研究中心(AFRC)和Metalysis联合开发。Safran作为与GE的CFM联合航空企业的合作伙伴,他们的3D打印使CFM LEAP-1C发动机获得了联邦航空局(FAA)和欧洲航空安全协会(EASA)的批准。

据悉,Metalysis正在开发生产用于金属3D打印的球形金属粉末,投入成本为2.50美元/公斤,而不是目前的70美元。如果成功,这将使钛生产成为一个更具竞争力的选择。Safran将管理该项目,提供组件的规格并测试它,评估该过程可应用于其产品的其他地方。

Safran的Sam Evans说,“该项目有可能使钛的供应链多样化,允许其继续用于当前的产品,并允许其引入到以前不可行的领域。”

钛的历史

Metalysis将为FAST-FORGE提供钛合金,并计划于2018年中期完成。位于英国北部谢菲尔德的Metalysis拥有全球对Fray、Farthing、Chen (FFC) Cambridge生产钛和其他金属合金的方法的权利。用于制造钛的FFC工艺声称比现有选项更有效,更多细节可以在这里查看。

FAST-forge过程

FAST-forge系统有三个步骤。

首先,由金红石砂制备钛粉末。金红石砂是廉价的氧化钛的天然来源,并且容易获得。

其次,使用现场辅助烧结技术(FAST)快速加热粉末。 FAST,也称为火花等离子体烧结(SPS)或脉冲电流烧结(PECS),在生产致密的金属和陶瓷部件方面有应用。使用电流、预烧结或生坯部件进行致密化,这允许在比炉或窑中更低的温度下进行加工。

最后,使用锻造工艺来产生特定部件的形状和结构。

“这个过程很有效率,例如三步技术在钛部件的制造中提供灵活性。FAST-forge是一个生产航空级钛合金的新工艺”,根据合作伙伴谢菲尔德大学材料科学与工程系透露道。

FAST-forge研究可能对航空航天工业产生重大影响。使用轻质而坚固的材料的可能性具有极大的吸引力和节约成本的希望。该项目可以将航空零部件锻造钛材的成本降低到目前成本的三分之一以下,并减少浪费。 FAST-forge在目前定价的地区开辟了钛的可能性。

AFRC首席执行官Michael Ward解释了这将如何加强英国在航空航天工业中的影响力,来自FAST-forge工艺的更便宜的钛将保护英国作为第二大全球航空航天制造商的地位。随着该行业在未来20年的发展,有潜力增加英国在市场上的份额。这将意味着供应链在英国的扩张,因此拥有更多的高价值工作。

钛金属粉末市场

金属化也正在进入用于3D打印的金属粉末的生产,这是GE最近收购Arcam AB时,Arcam首席执行官Magnus Rene说的。他解释了他们在AP&C的球形金属粉末生产的设施,“我们拥有超过50%的钛粉市场,未来也许我们拥有70%的市场”。

金属粉末市场的竞争加剧,十亿美元的金属专家美铝公司去年宣布,他们将专注于通过其Arconic公司生产金属3D打印材料。作为一家新成立的独立公司,Arconic在匹兹堡开设了一家价值6000万美元的金属粉末生产工厂。该工厂将为3D打印客户生产工业用的铝、镍和钛粉末。


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