英国国防部宣布颠覆性的钛金属3D打印计划
 
空客增材制造路线图负责人Jonathan Meyer称,Metalysis公司的低成本电解金属粉末的生产可以改变基于增材制造定向能量沉积(DED)工艺的粉末冶金和粉末经济性。
从70美元/公斤到2.50美元/公斤的工艺成本?
钛的高强度、轻质和耐腐蚀性使其成为航空航天、国防和医疗保健领域的理想选择。然而,钛的成本过高局限了钛金属被更广泛的采用。
由创新英国(Innovate UK)资助的快速锻造(FAST-forge)计划旨在开发一种更便宜和更丰富的钛粉制造工艺。这种更低成本的钛粉3D打印材料将进一步打开钛在增材制造领域的市场空间。
早些时候,英国国防部长Gavin Williamson就该项目提供了进一步细节,“我们的武装部队从尖端核潜艇和战斗机再到与人类生命健康相关的植入物都在使用钛,但钛金属在生产时间和成本方面都不具备优势,这局限了钛的使用。”快速锻造(FAST-forge)计划将通过“开创性的方法”来重新定义钛金属的成本。
不仅钛金属粉末的制造更快,而且更便宜,钛的金属3D打印工艺也将获得提升。英国似乎在酝酿颠覆性的钛金属粉末生产和钛金属零件制造技术。谢菲尔德大学材料科学与工程系的Nick Weston博士是快速锻造(FAST-forge)计划的领导者之一,他表示:“FAST-forge是一种颠覆性技术,可以使钛金属粉末直接以近净形的方式制造成为锻造性能的零件。
这些部件具有与锻造产品相当的机械性能,对于钛合金,快速锻造(FAST-forge)可以提供组件成本的一个阶跃性变化,这将带来钛金属更广泛的应用,包括可以用于汽车的动力系统和悬架系统等。
这项研究还获得英国Porton Down国防科学技术实验室(Dstl)的支持。Dstl的材料科学首席科学家Matthew Lunt认为,这个计划可能将钛零件的生产成本降低高达50%。随着成本的降低,可以在潜艇中使用钛,不仅提高耐腐蚀性能还可以延长使用寿命,在或者可以用于轻型装甲车等领域。
Dstl国防科学技术实验室通过将钛粉生产的40个阶段工艺简化为两个步骤,这可能使得钛零件的生产成本减半,彻底改变了钛的生产。总部位于南约克郡Rotherham的Metalysis公司也参与了FAST-forge项目。Metalysis公司刚刚获得1,700万美元的资金以推进3D可打印金属合金粉末的研发与制造能力,Metalysis公司正在开发一种粉末生产工艺,该工艺可以以更低的成本来生产合金粉末。
具体来说,Metalysis公司使用的FFC工艺是DerekFray、TomFarthing和George Chen于1997年在剑桥大学发明并命名的。该技术主要用电在一种熔盐中将金属氧化物一步变成金属。与AP&C需要高纯度的金属丝为原材料不同,Metalysis公司的专有技术可以使用金红石直接将钛金属电解成粉末状。宣称,其专有的技术比常规的钛粉制造公司使用更少的能源,至少可节省50%的能源。据称,FFC方法将使得用于金属3D打印的球形金属粉末的制造工艺成本从当前的70美元/公斤降低到2.50美元/公斤。