AVIC Matt、航空ユーザーから3DプリントTiAl粉末製品の注文を受ける

AVIC Matt、航空ユーザーから3DプリントTiAl粉末製品の注文を受ける
出典: AVIC Mate

はじめに:TiAl 金属間化合物は、600°C を超える酸化環境で長時間使用できる唯一の軽量金属材料です。理論密度はわずか 3.9g/cm3 で、ニッケルベースの高温合金の 1/2 以下です。航空宇宙部品の軽量化を実現する上で大きな意義があります。

近年、ゼネラルエレクトリックの子会社であるAvio Aeroは、高品質のTi4822チタンアルミニウム粉末材料と電子ビーム溶融(EBM)3Dプリント技術を使用して、GE9Xエンジンの低圧タービンブレードの量産に成功しました。これは、世界の航空エンジンと航空材料の研究分野における主要なイノベーションであり、重要な主導的意義を持っています。 TiAl 合金ブレードは従来のニッケルベースの合金よりも約 50% 軽量で、強度対重量比が優れているため、低圧タービン全体の重量が 20% 削減され、GE9X の推力が 10% 増加します。その中で、同社はるつぼを使用しない電極誘導ガス噴霧(EIGA)技術を使用して、プロジェクトの成功の第一条件である超高純度の球状3DプリントTi4822粉末材料を製造しました。
△GE9Xエンジン△電子ビーム溶融(EBM)3Dプリント△EBMプロセスを使用して製造されたTi4822チタンアルミニウムブレード
テクノロジー主導のイノベーションのブレークスルー
TiAl金属間化合物は、600℃以上の酸化環境で長時間使用できる世界で唯一の軽量金属材料です。理論密度はわずか3.9g/cm3で、ニッケルベースの高温合金の1/2以下です。航空宇宙部品の軽量化を実現する上で大きな意義があり、重要な国家戦略材料です。ヨーロッパと米国は我が国への輸出を厳しく制限しています。我が国にとって、高品質の球状TiAl粉末材料の製造と電子ビーム(EBM)3D印刷技術に関する研究を独自に実施することが特に重要です。
△電極誘導ガスアトマイズ(EIGA)プロセスによるTi4822粉末の製造 TiAl合金の脆性が高く加工が難しいこと、および3Dプリントプロセスにおける粉末純度に対する要求が極めて高いことを考慮して、AVIC Mattの研究チームは、独自に開発したるつぼを使用しない電極誘導装置を使用してTiAl合金棒を溶解し、超音速ガスアトマイズノズルを使用して球状TiAl合金粉末を製造し、るつぼを使用しない純粋なTiAl合金製錬を実現し、高純度で球形度の高いTiAl合金粉末製品を開発しました。これにより、水冷銅るつぼ誘導溶解ガスアトマイズプロセスにおける液体ガイドチューブのセラミック材料によるTiAl合金の汚染を効果的に回避できます。
△ Ti4822チタンアルミニウム粉末の形態写真では、Hangmateはこの粉末製造プロセス技術を使用して15トン以上のTi4822合金粉末製品を開発しました。粉末は高純度で球形度が良好で、バッチ品質は安定していて信頼性が高く、中国の商用航空エンジン電子ビーム(EBM)3Dプリントブレード開発の緊急のニーズを効果的に保証します。 2021年の初め、AVIC Mateは重要な航空ユーザーから3DプリントTiAl粉末製品の注文を受けました。

Ti4822チタンアルミニウム粉末の組成 Ti4822チタンアルミニウム粉末の物理的性質
品質第一、顧客第一
2020年、AVIC Mateは南京理工大学や無錫品質検査研究所などのハイレベルな科学研究機関と共同で、江蘇省重点研究開発計画プロジェクト「付加製造用高性能TiAl合金粉末材料の製造におけるキーテクノロジー」に着手しました。研究チームは研究開発の結果、Ti4822チタンアルミニウム粉末の品質が良好であることを発見しました。電子ビーム溶融(EBM)で印刷した後、室温と高温で優れた機械的特性を示し、航空機エンジンの低圧タービンのチタンアルミニウムブレードの技術要件を満たしています。

電子ビーム溶解(EBM)によるTi4822チタンアルミニウム粉末の機械的特性△Ti4822合金粉末3Dプリント試験片

装備を開発するにはまず材料が必要です! AVIC Mateは、常に材料革新主導型と迅速な製造サービスを主張し、上流と下流のパートナーと協力して、わが国の重要な3Dプリント材料の「ボトルネック」問題を共同で突破し、航空宇宙ユーザーに独立して制御可能な高品質の材料製品を提供することに尽力しています。

AVIC Mate、粉末、金属材料、TiAl粉末

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