Matériaux en titane pour l'impression 3D et la fabrication additive
La fabrication additive a étendu l'utilisation du titane dans l'aérospatiale, le médical, l'automobile, le maritime et l'outillage industriel. De nombreux acheteurs se concentrent sur la poudre de titane, mais la chaîne de fabrication nécessite également des plaques, des barres, du fil, des plateaux de fabrication, des outillages de support, des montages usinés et des composants de post-traitement. Beiyu fournit des matériaux en titane et des pièces en titane usinées avec précision pour les travaux liés à la fabrication additive lorsque l'acheteur fournit la nuance, les dimensions, le plan et les exigences de contrôle.
Cette page est consacrée à l'approvisionnement en matériaux en titane dans le cadre du flux de travail de fabrication additive. Elle ne prétend pas fournir chaque procédé de poudre ou paramètre machine. Pour un approvisionnement pratique, les détails importants sont la nuance du matériau, la norme, la tolérance dimensionnelle, l'état de surface, la planéité, la surépaisseur d'usinage, l'état de traitement thermique et le dossier documentaire.
Nuances de titane courantes dans les flux de travail AM
Le titane Grade 5, Ti-6Al-4V ou UNS R56400, est largement utilisé dans la fabrication additive car il offre un équilibre utile entre résistance et poids. Le titane Grade 23, Ti-6Al-4V ELI, peut être spécifié pour des pièces destinées au secteur médical lorsque le procédé et le parcours réglementaire de l'acheteur l'exigent. Les nuances de titane commercialement pur peuvent également être utilisées dans les applications de recherche, chimiques, marines et de matériaux poreux. La nuance finale doit suivre le plan de l'acheteur, le procédé machine et l'exigence d'acceptation en aval.
Formes de matériaux que Beiyu peut chiffrer
- Plateaux de fabrication usinés avec précision et montages en titane sur mesure d'après plans.
- Plaque en titane pour les plaques de base, plaques d'outillage, ébauches et montages de post-traitement.
- Barre en titane pour les pièces tournées, blocs, inserts et adaptateurs usinés.
- Fil en titane pour la fabrication liée au fil, le soudage, la réparation et le support de procédé.
- Matériaux en titane poreux pour les applications de filtration, de diffusion et de recherche dont la spécification est définie par l'acheteur.
Plateaux de fabrication et montages
Les plateaux de fabrication et les montages exigent plus qu'une nuance de matériau. Les acheteurs devraient spécifier les dimensions, l'épaisseur, la planéité, le parallélisme, le motif des trous, les caractéristiques filetées, la rugosité de surface, les exigences relatives aux bords et si la pièce nécessite une détente des contraintes ou un état de surface défini avant utilisation. Si le plateau de fabrication est réutilisé de manière répétée, la surépaisseur d'usinage et le plan de resurfaçage devraient être pris en compte lors de la sélection de l'épaisseur et de la tolérance.
Pour les montages sur mesure, le plan devrait définir la nuance du matériau, les références de positionnement, la chaîne de tolérances, les trous filetés, les lamages, la finition de surface et la méthode de contrôle. Le titane n'est pas toujours le matériau de montage le moins coûteux, mais il peut convenir lorsque le poids, la température, la résistance à la corrosion ou la compatibilité avec les pièces imprimées en titane sont importants.
Normes et documentation
Selon la forme de produit, les demandes de prix peuvent faire référence à ASTM B348 pour la barre, ASTM B265 pour la tôle et la plaque, ASTM B863 pour le fil ou aux spécifications AMS lorsque l'acheteur l'exige. Les acheteurs en fabrication additive peuvent également demander la traçabilité par numéro de coulée, le certificat matière, la composition chimique, les propriétés mécaniques et le rapport de contrôle dimensionnel. La documentation EN10204 3.1 peut être discutée si nécessaire. Si un contrôle par ultrasons, un contrôle PMI ou un contrôle par tierce partie est nécessaire, il convient de l'inclure dans la demande de prix.
Notes d'approvisionnement pour les acheteurs AM
Les projets AM évoluent souvent rapidement entre prototype, lot pilote et production. Une demande de prix pour prototype peut ne nécessiter qu'une plaque ou quelques ébauches usinées. Une demande de prix pour production peut exiger des lots de matériaux reproductibles, des tolérances stables et un emballage étiqueté. Les acheteurs devraient indiquer si la commande concerne la recherche, un prototype, un outillage de production ou la fabrication de pièces destinées à l'utilisation finale, car cela affecte les attentes en matière de documentation et de contrôle.
La manutention des surfaces est importante. Les plaques en titane et les pièces usinées devraient être emballées afin de réduire les rayures, les bosselures et la contamination pendant l'expédition à l'exportation. Pour les pièces comportant des trous filetés ou des bords usinés, une protection individuelle peut être nécessaire. Si un acheteur a besoin de pièces nettoyées, ébavurées ou fournies avec une finition de surface spécifique, cela devrait être indiqué avant l'offre.
Liste de contrôle pour demande de prix
Envoyez la nuance, la norme, les dimensions, la quantité, les fichiers de plan, la tolérance, la planéité, l'état de surface, les exigences relatives aux trous filetés, les documents de contrôle et les exigences d'emballage. Si la pièce est utilisée comme plateau de fabrication ou montage, incluez l'interface machine ou l'exigence d'assemblage. Si l'article est un matériau destiné au post-traitement ou au support de soudage, incluez l'opération en aval afin que la forme du matériau et l'état de surface puissent être chiffrés correctement.
Composants de post-traitement et de support
De nombreux projets de fabrication additive en titane nécessitent encore des matériaux conventionnels en titane après l'impression. Les pièces imprimées peuvent nécessiter des montages de support en titane, des plaques de base, des inserts filetés, des éprouvettes, du fil de soudage pour réparation ou des adaptateurs en titane usinés pour l'assemblage. L'acheteur devrait préciser si le matériau sera utilisé dans le procédé d'impression, pendant le traitement thermique, pendant l'usinage ou comme partie de l'assemblage final. Chaque cas d'utilisation peut nécessiter une tolérance, une finition de surface et un emballage différents.
Pour les plateaux de fabrication et les montages, la planéité et l'état de surface peuvent déterminer l'efficacité de la pièce en production. Une plaque qui satisfait aux exigences de composition chimique mais arrive déformée, rayée ou insuffisamment protégée peut néanmoins être inadaptée. Pour les commandes répétées, il est utile de définir un numéro de plan stable, une révision, une liste de contrôle d'inspection et une méthode d'emballage. Si l'acheteur nécessite une traçabilité des matériaux dans le cadre d'un parcours de qualification en fabrication additive, les numéros de coulée et les documents devraient rester cohérents de l'offre à l'expédition.
Pour les projets de recherche, les matériaux en petits lots peuvent être étiquetés par coulée et dimensions afin que les résultats d'essai restent liés au matériau fourni. Cette traçabilité est utile lorsqu'un prototype devient ultérieurement une commande répétée.