Was ist Titanpulver?
Titan ist ein silbernes Metall und wird wegen seiner hohen Festigkeit und unerreichten Korrosionsbeständigkeit hoch geschätzt. Titanpulver ist das Ergebnis einer vielfältigen Verarbeitung dieses Metalls zu einem feinen Metallpulver. Seine Farbe variiert von grau bis schwarz und es hat die gleichen Eigenschaften wie das Material in seiner festen Form. Das Pulver wird häufig in Branchen wie Weltraum- und Raketenindustrie, Transportwesen und chemischer Verarbeitung eingesetzt, um leistungsstarke, leichte Teile herzustellen. Einige der Prozesse, die verwendet werden, um das Pulver in verwendbare Teile umzuwandeln, umfassen Pulverspritzgießen und laserentwickelte Netzformung.
Das Metall wird hauptsächlich in Form von Titandioxid abgebaut, und Titan wird durch das Kroll-Verfahren daraus gewonnen. Dies ist eine aufwändige und teure Methode, die den Metallpreis in die Höhe treibt. Das FFC-Cambridge-Verfahren ist eine neuere Verarbeitungsmethode, die einfacher und weniger energieintensiv ist. Es verwendet die Pulverform von Titandioxid, um eine reinere Version von Titan in Form eines Schwamms oder Pulvers zu erzeugen. Die billigere Herstellung dieses Metalls eröffnet völlig neue Möglichkeiten bei der Herstellung von Bauteilen und Gebäudestrukturen.
Wenn es zum Beispiel möglich wäre, Brücken aus Titan zu bauen, wären sie nicht nur nahezu unzerstörbar, sondern auch leichter. Zu den Vorteilen des rostfreien Titanpulvers zählen neben der strukturellen Unterstützung auch niedrigere Wartungskosten. Teile, die mit Hilfe von Titanpulver hergestellt wurden, haben viele Vorteile gegenüber denen, die mit herkömmlichen Verfahren hergestellt wurden. Es ist einfach, komplexe Teile mit einheitlichen inneren Strukturen ohne innere Mängel herzustellen. Die Teile haben auch eine nahezu endständige Form, was bedeutet, dass die endgültige Form des Teils dem ursprünglichen Design sehr nahe kommt. Dies reduziert den Bedarf an Oberflächenveredelung.
Es gibt viele Techniken zur Herstellung von Titanpulver, wie beispielsweise die Gaszerstäubung, das Plasmadrehelektrodenverfahren und das Hydrid-Dehydrid-Verfahren. Die Qualität der Pulver hängt vom verwendeten Verfahren ab. Beispielsweise ist das durch Zerstäubung erhaltene Titanpulver kugelförmig, während die Hydrid-Dehydrid-Pulver eckig sind. Diese Pulver werden dann mit Hilfe von Techniken wie Metall- oder Pulverspritzgießen, Lasersintern und direktem Pulverwalzen in Teile strukturiert. Lasertechnische Netzformung, heißisostatisches Pressen und Funkenplasmasintern sind einige der anderen Verfahren, die zum Konsolidieren des Pulvers verwendet werden.
Metallspritzguss wird verwendet, um mehrere kleine bis mittelgroße Teile in großer Anzahl herzustellen. Das Verfahren besteht aus dem Mischen des Titanpulvers mit einem Polymerbindemittel. Dieses wird in eine Form eingebracht und der Binder mit Hilfe einer Wärmebehandlung entfernt. Der Nachteil hierbei ist, dass das Bindemittel reagieren oder unsachgemäß entfernt werden kann, was zu Teilen mit weniger als idealen mechanischen Eigenschaften führt. Auf diese Weise hergestellte Titan-Teile sind nicht für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrtindustrie geeignet, können jedoch in weniger kritischen Bereichen eingesetzt werden.
Die futuristischste Art der Herstellung von Titanteilen ist das Lasersintern. Das Titanpulver wird mit Hilfe eines Hochleistungslasers schichtweise auf ein Pulverbett aufgeschmolzen. Die neue Ebene wird oben angewendet und der Vorgang wird fortgesetzt, bis das Teil fertig ist. Zu den vielen Vorteilen dieser Methode gehören keine Abfallprodukte, kein Werkzeug und ein geringerer Bedarf an herkömmlicher Endbearbeitung. Darüber hinaus ist der Prozess nahezu 100% effizient und ermöglicht die problemlose Herstellung komplexer Teile.