現代の産業では、可能な限り軽量化しながら、高い強度、破壊靱性、剛性を備えた構造材料が求められています。 この場合、アルミニウムやチタンに代表される軽量高強度合金や、Ni基超合金に代表される耐荷重耐熱合金は、各国の新材料研究開発計画において重要な開発材料の一つとなっている。 、そしてそれらはレーザー積層造形でも重要です。 重要な申請資料。
チタンとアルミニウムの利点と違い
アルミニウム合金とチタン合金は、その優れた低密度と構造強度により、3D プリンティングや CNC 加工を使用するかどうかにかかわらず、航空宇宙、自動車、機械製造などの分野で広く使用されており、特に航空業界で非常に重要な位置を占めています。 航空業界の主要な構造材料です。
チタンもアルミも軽いですが、やはり両者には違いがあります。 チタンはアルミニウムよりも重量が約 3 分の 2 重いですが、その固有の強度は、必要な強度を達成するために使用できる量が少ないことを意味します。 チタン合金は航空機のジェットエンジンやさまざまな宇宙船に広く使用されており、その強度と低密度により燃料コストを削減できます。 アルミニウム合金の密度は鋼鉄のわずか 3 分の 1 であり、現段階では自動車に最も広く使用され、最も一般的な軽量材料です。 研究によると、アルミニウム合金は完成車で最大 540kg まで使用できることがわかっています。 アウディやトヨタなどのブランド車の全アルミニウムボディは 40% の軽量化を実現した好例です。
どちらの材料も高強度で低密度であるため、どの合金を使用するかを決定する際には、他の差別化要素を考慮する必要があります。
強度/重量: 危機的な状況では部品の 1 グラム単位が重要ですが、より高い強度のコンポーネントが必要な場合はチタンが最適です。 このため、チタン合金は、医療機器/インプラント、複雑な衛星アセンブリ、固定装置、ステントなどの製造に使用されています。
コスト: アルミニウムは、機械加工や 3D プリントに最も費用対効果の高い金属です。 チタンは高価ですが、それでも価値が飛躍的に上昇する可能性があります。 軽量部品は航空機や宇宙船の燃料節約に多大なメリットをもたらし、チタン合金部品は耐用年数が長くなります。
熱性能: アルミニウム合金は熱伝導率が高く、ラジエーターの製造によく使用されます。 チタンは融点が高いため高温用途に適しており、航空エンジンには多数のチタン合金部品が含まれています。
耐食性：アルミニウム、チタンとも耐食性に優れています。
チタンは耐食性と反応性が低いため、最も生体適合性の高い金属であり、手術器具などの医療用途に広く使用されています。 Ti64 は塩分環境にもよく耐えるため、海洋用途でよく使用されます。
アルミニウム合金とチタン合金は航空宇宙用途で非常に一般的です。 チタン合金は高強度かつ低密度（鋼の約 57% のみ）を有しており、その比強度（強度/密度）は他の金属構造材料よりもはるかに優れています。 単体強度が高く、剛性が高く、軽量な部品を製造できます。 チタン合金は、航空機のエンジン部品、骨格、外板、ファスナー、着陸装置に使用できます。 3D プリンティング技術の参考データによると、アルミニウム合金は 200 度以下の環境での作業に適していることがわかりました。 エアバスA380の機体にはアルミニウム素材が1/3以上を占めており、C919でも従来の高性能アルミニウム合金素材が多く使用されている。 アルミニウム合金は、航空機の外板、隔壁、翼のリブなどに使用できます。
