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Ti-6Al-4V (TC4)

3D 印刷で最も広く使用されているチタン合金であり、航空宇宙および医療用途向けに強度、耐食性、生体適合性をバランスよく兼ね備えています。

Ti-6Al-4V (TC4) は、積層造形に最も広く使用されているチタン合金であり、卓越した強度、耐食性、生体適合性の組み合わせを提供します。高い疲労強度と低密度により、構造部材、航空宇宙、医療環境において信頼性の高い性能を発揮します。

チタンの 3D 印刷 を利用することで、TC4 は航空宇宙用ブラケット、整形外科用インプラント、高性能機械部品など、複雑で軽量な部品の製造を可能にします。積層造形は、重要なアプリケーションにおける材料効率、カスタマイズ性、性能の一貫性を向上させます。

Ti-6Al-4V 類似グレード表

TC4 は選択的レーザー溶融 (SLM)、直接金属レーザー焼結 (DMLS)、電子ビーム溶融 (EBM) と互換性があり、高性能な 3D 印刷部品に最もアクセスしやすいチタン合金の一つです。

技術	精度	表面品質	機械的特性	適用用途
SLM	±0.05–0.2 mm	優れている	優れている	航空宇宙、医療
DMLS	±0.05–0.2 mm	非常に良い	優れている	民生用、精密部品
EBM	±0.1–0.3 mm	良い	非常に良い	大型航空宇宙および産業用

複雑な形状を持ち、表面粗さ Ra 5–10 µm が要求される高精度の航空宇宙用または医療用部品には、寸法精度と機械的信頼性において理想的な SLM が適しています。

DMLS は、高い疲労性能と良好な被削性が求められる試作や高機能部品の量産に適しています。

EBM は、優れた機械的頑健性と高速造形が求められる厚肉部品（航空機構造部品や重作業用工具など）に推奨されます。

熱サイクルによって発生する残留応力は、堅牢な サポート構造 と 熱間等方圧加圧 (HIP) によって軽減されます。通常、疲労性能を向上させるために 920–950°C、100–150 MPa で実施されます。

気孔率は強度と疲労寿命に影響を与えます。レーザーパラメータの最適化（出力 250–400 W、走査速度 600–1000 mm/s）と HIP 後処理により、部品密度を 99.9% 以上に高めることができます。

表面粗さ（Ra 8–15 µm）は医療用途や機械接触面に影響を与えます。CNC 加工 または 電解研磨 により、表面仕上げを Ra 0.4–1.0 µm まで改善できます。

粉末は酸化から保護する必要があります。脆化を防ぐため、保管および印刷時には酸素濃度を 200 ppm 未満、相対湿度を 5% 未満に保つ必要があります。

Ti-6Al-4V は以下の分野で広く使用されています：

最近の航空宇宙应用では、SLM で製造された TC4 製ブラケットにより、鍛造部品と比較して重量が 30% 削減され、疲労寿命が 20% 向上し、燃料効率と部品の耐久性が強化されました。