Eklemeli imalat (Additive Manufacturing) dünyasında, malzeme bilimi ve mühendisliğin kesiştiği en parlak nokta şüphesiz titanyumdur. Özellikle Ti6Al4V (Grade 5) alaşımı, "çelik kadar güçlü ama ondan %45 daha hafif" olmasıyla tanınır.
Geleneksel yöntemlerle işlenmesi zor ve maliyetli olan titanyum, Metal 3D Yazıcı teknolojileri (SLM/DMLS/EBM) sayesinde artık en karmaşık geometrilerde bile kusursuzca üretilebiliyor. Ancak bu kusursuzluğun sırrı, kullanılan Ti6Al4V tozunun kalitesinde yatmaktadır.
Bu yazımızda, endüstriyel 3D yazıcılar için Ti6Al4V tozunun neden vazgeçilmez olduğunu, Grade 5 ile Grade 23 (ELI) arasındaki farkları ve kaliteli bir tozun sahip olması gereken teknik özellikleri inceliyoruz.
Ti6Al4V; %6 Alüminyum ve %4 Vanadyum içeren, geri kalanı saf titanyum olan bir alfa-beta alaşımıdır. Bu kombinasyon ona şu özellikleri kazandırır:
Mükemmel Özgül Mukavemet: Ağırlığına oranla taşıdığı yük kapasitesi muazzamdır.
Korozyon Direnci: Deniz suyuna ve vücut sıvılarına karşı paslanmaz.
Biyouyumluluk: İnsan vücudu tarafından reddedilmez (özellikle Grade 23 ELI).
Isı Dayanımı: 400°C'ye kadar mekanik özelliklerini korur.
Bir metal yazıcının kaliteli parça basabilmesi, haznesine konulan tozun karakterine bağlıdır. İşte Ti6Al4V tozunda aranması gereken altın standartlar:
SLM (Seçici Lazer Ergitme) makinelerinde, "recoater" bıçağı her katmanda tozu serer. Toz tanecikleri ne kadar küresel (yuvarlak) ise, o kadar su gibi akar ve pürüzsüz bir katman oluşturur. Düzensiz şekilli tozlar, parça içinde gözenek (porozite) oluşumuna ve kırılmalara neden olur.
Farklı yazıcı teknolojileri, farklı toz boyutları ister:
SLM / DMLS (Lazer Sistemler): Genellikle 15-45 mikron veya 20-63 mikron arası ince tozlar kullanılır. Bu, yüksek yüzey kalitesi sağlar.
EBM (Elektron Işını): Genellikle 45-105 mikron arası daha kalın tozlar tercih edilir.
Titanyum, oksijene karşı çok hassastır ("getter" özelliği). Toz üretim sürecinde (genellikle EIGA veya Plazma Atomizasyon) oksijen seviyesi düşük tutulmalıdır. Yüksek oksijen, basılan parçanın gevrek (kırılgan) olmasına neden olur.
3D baskı projelerinizde doğru hammaddeyi seçmek kritiktir:
Ti6Al4V Grade 5: Havacılık, otomotiv ve endüstriyel parçalar için standarttır. Yüksek mukavemet gerektiren türbin kanatları veya motor parçalarında kullanılır.
Ti6Al4V Grade 23 (ELI - Extra Low Interstitial): Grade 5'in daha saf halidir. Oksijen, nitrojen ve karbon oranı düşürülmüştür. Bu saflık, ona daha yüksek kırılma tokluğu ve biyouyumluluk kazandırır. Bu yüzden medikal implantlar (kalça protezi, diş implantı, kafatası plakası) için zorunludur.
Ti6Al4V tozu ile üretilen parçalar, en zorlu koşullarda görev yapmaktadır:
Medikal: Hastanın MR (Tomografi) verisine göre kişiye özel üretilen gözenekli (trabeküler) implantlar, kemik dokusunun protez içine büyümesini sağlar (Osseointegration).
Havacılık: Uçak kapı menteşeleri veya motor braketleri, topoloji optimizasyonu ile %50 daha hafif üretilerek yakıt tasarrufu sağlanır.
Yarış Arabaları (F1): Egzoz sistemleri ve süspansiyon parçaları.
Ti6Al4V tozu, sadece bir hammadde değil, modern mühendisliğin yapı taşıdır. Kaliteli, küresel ve sertifikalı titanyum tozları kullanmak, 3D yazıcı yatırımınızın karşılığını almanızı ve havacılık/medikal standartlarını (ASTM F136 / AMS 4928) yakalamanızı sağlar.
