TC4钛合金激光选区熔化技术特点与应用

TC4是一种α＋β双相钛合金，具有优异的综合力学性能，使用温度范围较宽，合金组织和性能稳定，被广泛应用于航空、航天、造船、汽车等领域。因此，有关该产品的技术特点与应用上大家需要有所了解。

首先，钛合金本身所具有的高熔点、高熔融态活性以及大的变形抗力使得钛合金的传统机械加工具有一定的难度。随着新一代航天武器装备对其零部件服役性能的要求日益提高，钛合金材料薄壁复杂结构的制备技术成为航天制造业研究的热点之一。，因此，SLM成形Ti6Al4V构件得到了各国学者的关注，相关研究较为全面和深入。

一、TC4合金粉末的选择有关粉末质量影响因素：

 

 
二、TC4增材制造工艺选择，不同增材制造工艺对比

 

三、TC4成型参数的选择

采用激光选区熔化技术，零件成型过程中由于扫描速度快、熔池小且凝固快。因此，打印的工艺参数是影响零件组织、孔隙率和表面粗糙度的重要因素。

四、TC4零件成型支撑的选择

SLM是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。为保证复杂零件的成型质量，SLM工艺一般需要添加支撑结构，其主要作用体现在：

1）承接下一层未成型粉末层，防止激光扫描到过厚的金属粉末层，发生塌陷；

2）由于成型过程中粉末受热熔化冷却后，内部存在收缩应力，导致零件发生翘曲等，支撑结构连接已成型部分与未成形部分，可有效抑制这种收缩，能使成型件保持应力平衡。

五、TC4激光选区熔化打印案例——卫星领域

早在2014年，空客公司就曾采用德国EOS设备成功制造过卫星支架，且采用增材制造手段，较传统的机加工，每颗卫星所需的三个支架的制造时间从一个月减少到不足五天。

在2016年，在两家法国航天公司的共同努力，采用Concept Laser X line 1000R设备为韩国两颗通讯卫星打印了当时最大的3D打印件—卫星支架，单个尺寸达到450×400×210 mm，该支架较传统加工质量减轻了22%。相比西方国家已成功在3D打印技术成功引用的卫星支架领域，国内还尚未出现卫星支架采用增材制造的相关报道。