Алюминиевый сплав и титановый сплав, благодаря их превосходной низкой плотности и структурной прочности, независимо от того, используется ли 3D-печать или обработка с ЧПУ, широко используются в аэрокосмической, автомобильной, машиностроительной и других областях, особенно в авиационной промышленности, занимающей очень важное положение. основные конструкционные материалы в авиационной промышленности.
Титан и алюминий легкие, но есть различия. Хотя титан примерно на две трети тяжелее алюминия по весу, присущая ему прочность означает, что для достижения желаемой прочности можно использовать меньшее количество. Титановые сплавы широко используются в реактивных двигателях самолетов и различных космических аппаратах, а их прочность и низкая плотность позволяют снизить затраты на топливо. Плотность алюминиевого сплава составляет всего одну треть от плотности стали, и на данном этапе это наиболее широко используемый и самый распространенный легкий автомобильный материал. Исследования показали, что в автомобиле можно использовать алюминиевый сплав весом до 540 кг, при этом автомобиль потеряет 40% своего веса, и хорошим примером является полностью алюминиевый кузов Audi, Toyota и других марок.
Поскольку оба материала обладают высокой прочностью и низкой плотностью, при принятии решения о том, какой сплав использовать, необходимо учитывать и другие различия.
Прочность/вес. В критических ситуациях важен каждый грамм детали, но если необходимы детали более высокой прочности, лучшим выбором будет титан. Именно поэтому титановые сплавы используются при производстве медицинских изделий/имплантатов, сложных спутниковых сборок, приспособлений и стентов.
Стоимость: алюминий — наиболее экономически выгодный металл для механической обработки или 3D-печати; Хотя стоимость титана высока, он все же может способствовать скачку стоимости. Экономия топлива при использовании легких деталей для самолетов или космических кораблей принесет большую выгоду, а срок службы титановых деталей увеличится.
Тепловые свойства: алюминиевый сплав обладает высокой теплопроводностью и часто используется для изготовления радиаторов; Высокая температура плавления титана делает его более подходящим для применения при высоких температурах, а авиационные двигатели содержат большое количество компонентов из титановых сплавов.
Коррозионная стойкость: Алюминий и титан обладают превосходной коррозионной стойкостью.
Коррозионная стойкость и низкая реакционная способность титана делают его наиболее биосовместимым металлом, и он широко используется в области медицинского лечения (например, в хирургических инструментах). Ti64 также очень устойчив к солевой среде и часто используется в морской технике.
Алюминиевые и титановые сплавы очень распространены в аэрокосмической отрасли. Титановый сплав имеет высокую прочность и низкую плотность (всего около 57% стали), а прочность (прочность/плотность) намного выше, чем у других металлических конструкционных материалов, что позволяет изготавливать детали с высокой единичной прочностью, хорошей жесткостью и легким весом. Детали авиационного двигателя, каркас, обшивка, крепления и шасси могут быть изготовлены из титанового сплава. Было обнаружено, что алюминиевый сплав пригоден для работы в среде ниже 200 градусов C, а алюминиевый материал, используемый в фюзеляже Airbus A380, составляет более 1/3, а в C919 также используется большое количество обычных высокопроизводительных материалы из алюминиевого сплава. Обшивка самолета, дистанционный каркас, нервюры крыла и т.д. могут быть изготовлены из алюминиевого сплава.
Основные материалы фюзеляжа самолета: алюминиевый сплав, титановый сплав, композиционный материал, суперсплав.
