Wat is titaniumpoeder?
Een zilverachtig metaal, titanium wordt zeer gewaardeerd om zijn grote sterkte en ongeëvenaarde corrosieweerstand. Titaniumpoeder is het resultaat van het op verschillende manieren verwerken van dit metaal tot een fijn metaalpoeder. De kleur varieert van grijs tot zwart en heeft dezelfde eigenschappen als het materiaal in zijn solide vorm. Het poeder wordt veel gebruikt in industrieën zoals ruimtevaart en raketten, transport en chemische verwerking om hoogwaardige, lichtgewicht onderdelen te maken. Sommige van de processen die worden gebruikt om het poeder in bruikbare delen te transformeren, zijn onder meer poeder-spuitgieten en laser-ontworpen netvorming.
Het metaal wordt meestal gedolven in de vorm van titaniumdioxide en titanium wordt hieruit verkregen via het Kroll-proces. Dit is een uitgebreide en dure methode die de prijs van het metaal opdrijft. Het FFC Cambridge-proces is een nieuwere verwerkingsmethode die eenvoudiger en minder energie-intensief is. Het gebruikt de poedervorm van titaniumdioxide om een zuiverdere versie van titanium te maken in de vorm van een spons of poeder. Door dit metaal op een goedkopere manier te produceren, opent u een hele reeks nieuwe mogelijkheden voor de productie van onderdelen en bouwconstructies.
Als het bijvoorbeeld mogelijk zou zijn om bruggen van titanium te bouwen, zouden ze niet alleen bijna onverwoestbaar zijn, maar zouden ze ook minder wegen. Naast structurele ondersteuning, zijn de voordelen van roestvrij staal van titaniumpoeder lagere onderhoudskosten. Onderdelen geproduceerd met behulp van titanium poeder hebben veel voordelen ten opzichte van die gemaakt door traditionele processen. Het is gemakkelijk om complexe onderdelen te maken met uniforme binnenstructuren zonder interne defecten. De onderdelen hebben ook een bijna netto vorm, wat betekent dat de uiteindelijke vorm van het onderdeel heel dicht bij het oorspronkelijke ontwerp ligt; dit vermindert de behoefte aan oppervlakteafwerking.
Er zijn veel technieken om titaniumpoeder te produceren, zoals gasverneveling, het plasma roterende elektrode proces en het hydride-dehydride proces. De kwaliteit van de poeders hangt af van het gebruikte proces. Bijvoorbeeld is het titaniumpoeder verkregen door verstuiving bolvormig, terwijl de hydride-dehydridepoeders hoekig zijn. Deze poeders worden vervolgens in delen gestructureerd met behulp van technieken zoals spuitgieten van metaal of poeder, lasersinteren en direct poederwalsen. Lasergestuurde netvorming, heet isostatisch persen en vonkplasma sintering zijn enkele van de andere processen die worden gebruikt om het poeder te consolideren.
Metaalspuitgieten wordt gebruikt om meerdere kleine tot middelgrote onderdelen in grote aantallen te maken. Het proces bestaat uit het mengen van het titaniumpoeder met een polymeerbindmiddel. Dit wordt in een vorm gebracht en het bindmiddel wordt verwijderd met behulp van warmtebehandeling. Het nadeel hier is dat het bindmiddel kan reageren of onjuist kan worden verwijderd, wat resulteert in onderdelen met minder dan ideale mechanische eigenschappen. Op deze manier geproduceerde titaniumonderdelen zijn niet geschikt voor gebruik in de ruimtevaartindustrie, maar kunnen in minder kritieke gebieden worden gebruikt.
De meest futuristische manier om titaniumonderdelen te maken, is het lasersinterproces. Het titaniumpoeder wordt laag voor laag op een poederbed gefuseerd met behulp van een krachtige laser. De nieuwe laag wordt bovenop aangebracht en het proces gaat door totdat het onderdeel is voltooid. De vele voordelen van deze methode omvatten geen afvalproducten, geen gereedschap en een verminderde behoefte aan traditionele afwerking. Bovendien is het proces bijna 100% efficiënt en kunnen complexe onderdelen met groot gemak worden gefabriceerd.