เทคโนโลยีการผลิต ผงไทเทเนียมช่วยให้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีรูปร่างตามต้องการหรือใกล้เคียงกับรูปร่างที่ต้องการได้โดยไม่ต้องสูญเสียวัสดุและเสียค่าใช้จ่ายที่เกิดจากการกลึงชิ้นส่วนที่ซับซ้อนจากแท่งโลหะขึ้นรูป ผงไทเทเนียมสามารถผลิตได้โดยเทคนิคการผสมธาตุ หรือโดยการผสมโลหะก่อนแล้วจึงอัดขึ้นรูปด้วยการ ฉีดขึ้นรูป โลหะการอัดขึ้นรูปด้วยความดันสูงการรีดผงโดยตรง หรือการขึ้นรูปด้วยเลเซอร์

ผง ไทเทเนียมใช้ในอุตสาหกรรมการ บิน และอวกาศ อุปกรณ์ทางการแพทย์การพิมพ์ 3 มิติโลหะวิทยาผงและการเคลือบ ผิว เนื่องจากมีความแข็งแรง น้ำหนักเบา และทนต่อการกัดกร่อน^{[ 1 ]}นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในการผลิตพลังงาน อุปกรณ์กีฬา และเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการทางเคมี^{[ 2 ]}

เทคนิคการผลิตไทเทเนียมแบบดั้งเดิมคือกระบวนการ Krollซึ่งเกี่ยวข้องกับการคลอริเนชันของ แร่ TiO2ในที่ที่มีคาร์บอน และทำปฏิกิริยาTiCl4 ได้ กับแมกนีเซียม เพื่อผลิตไทเทเนียมสปองจ์ กระบวนการเหล่า เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงถึง 1040 °C อนุภาคสปองจ์มีขนาดตั้งแต่ 45 ถึง 180 μm โดยอนุภาคขนาดประมาณ 150 μm เรียกว่า "สปองจ์ไฟน์" ไฟน์เหล่านี้มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอและมีรูพรุน มีลักษณะเป็นฟองน้ำ^{[ 3 ]}จากนั้นไฟน์เหล่านี้จะถูกผสมกับสารเติมแต่งโลหะผสม อัดเย็นเป็นชิ้นงานดิบที่ความดันสูงถึง 415 MPa จากนั้นเผาผนึกในสุญญากาศที่ 1260 °C เพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีความหนาแน่น 99.5% การอัดขึ้นรูปด้วยความดันไอโซสแตติกสูง (HIP) สามารถเพิ่มความหนาแน่นของชิ้นส่วนเหล่านี้และผลิตชิ้นส่วนได้ประหยัดกว่าชิ้นส่วนหล่อหรือขึ้นรูป แต่รูพรุนที่มีอยู่ในวัสดุจะทำให้คุณสมบัติความล้าและการแตกหักลดลง วิธีการผสมธาตุถูกนำมาใช้ในการผลิตวาล์วสำหรับรถยนต์Toyota Altezzaหัวไม้กอล์ฟ และไม้เบสบอล^{[ 4 ]}เมื่อไม่นานมานี้ ชิ้นส่วน Ti Grade 5 ที่มีความหนาแน่นเกือบ 100% สามารถทำได้โดยใช้ ผง ไฮไดรด์ร่วมกับ โลหะผสมหลัก Al : V ในอัตราส่วน 60:40 คุณสมบัติทางกลเทียบได้ดีกับผลิตภัณฑ์หล่อและขึ้นรูป มีการประมาณต้นทุนที่ต่ำกว่า 3.00 ดอลลาร์สหรัฐสำหรับข้อต่อเชื่อมต่อยานยนต์ที่มีน้ำหนัก 0.320 กรัม    

มีเทคนิคหลายอย่างในการผลิตผงโลหะผสมสำเร็จรูป เช่น เกรด 5 ในกระบวนการไฮไดรด์-ดีไฮไดรด์ วัตถุดิบ เช่น เศษโลหะแข็ง แท่งโลหะ หรือเศษกลึง จะถูกแปรรูปเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อน จากนั้นเติมไฮโดรเจนเพื่อให้ได้วัสดุที่เปราะ แล้วบดภายใต้บรรยากาศอาร์กอนในเครื่องบดลูกบอล แบบสั่น โดยทั่วไปที่อุณหภูมิ 400  °C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ที่ความดัน 1 psi สำหรับไทเทเนียมเกรด 5 อนุภาคที่ได้จะมีลักษณะเป็นเหลี่ยมและมีขนาดระหว่าง 50 ถึง 300  μm การอัดเย็นหลังจากการกำจัดไฮโดรเจนออกจากผง ตามด้วยการอัดร้อนในสุญญากาศ (ในกรณีนี้กระบวนการกำจัดไฮโดรเจนสามารถข้ามไปได้เนื่องจากไฮโดรเจนถูกกำจัดออกภายใต้สุญญากาศ) หรือการอัดร้อนในสุญญากาศ (HIP) และการอบอ่อนในสุญญากาศขั้นสุดท้าย จะได้ผงที่มีไฮโดรเจนต่ำกว่า 125 ppm การมีสิ่งปนเปื้อนอาจทำให้ผงเหล่านี้ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่สำคัญในอุตสาหกรรมการบิน

ในกระบวนการขึ้นรูปด้วยพลาสมาแบบหมุน (PREP) วัสดุตั้งต้น เช่น ไทเทเนียมเกรด 5 จะอยู่ในรูปของแท่งหมุนที่ถูกอาร์คด้วยพลาสมาแก๊ส โลหะหลอมเหลวจะถูกเหวี่ยงออกจากแท่งด้วยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง เย็นตัวลง และถูกเก็บรวบรวม ผงที่ได้จะมีลักษณะทรงกลม ขนาดระหว่าง 100 ถึง 300 ไมโครเมตร มีคุณสมบัติการจัดเรียงตัวและการไหลที่ดี ทำให้ผงนี้เหมาะสำหรับชิ้นส่วนคุณภาพสูงที่มีรูปร่างใกล้เคียงกับรูปร่างสุดท้ายที่ผลิตโดยกระบวนการขึ้นรูปด้วยแรงดันสูง (HIP) เช่น ชิ้นส่วนการบินและสารเคลือบที่มีรูพรุนบนข้อสะโพกเทียม

ในกระบวนการทำให้ไทเทเนียมเป็นละอองด้วยแก๊ส (TGA) ไทเทเนียมจะถูกหลอมด้วยการเหนี่ยวนำสุญญากาศในเบ้าหลอมทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ จากนั้นจึงเทโลหะออก และทำให้กระแสโลหะหลอมเหลวเป็นละอองด้วยกระแสแก๊สเฉื่อยที่มี แรงดันสูง หยดเล็กๆ เหล่านั้นมีรูปร่างทรงกลมและมีขนาดระหว่าง 50 ถึง 350  ไมโครเมตร กระบวนการ TGA ถูกนำมาใช้ในการผลิตวัสดุหลากหลายชนิด เช่น ไทเทเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ โลหะผสมอัลฟา-เบตา และเบตาแบบดั้งเดิม^{[ 5 ]}

ในกระบวนการทำให้เป็นอะตอมด้วยพลาสมา (PA) ลวดไทเทเนียมจะถูกทำให้เป็นอะตอมด้วยเจ็ทพลาสมาของก๊าซเฉื่อย 3 เจ็ทเพื่อสร้างผงโลหะทรงกลม การกระจายของเส้นผ่านศูนย์กลางที่ได้ในกระบวนการ PA มีช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 200  μm และผงที่ได้มีความบริสุทธิ์สูง กระบวนการ PA เชี่ยวชาญในการผลิตวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูง เช่น ไทเทเนียม (CP-Ti, Ti-6Al-4V) ไนโอเบียม โมลิบเดนัมแทนทาลัมและอื่นๆ อีกมากมาย^{[ 5 ]}

มีการใช้เทคนิคการขึ้นรูปโลหะหลายวิธีในการผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายการฉีดขึ้นรูปโลหะ (MIM) หรือที่รู้จักกันในชื่อการฉีดขึ้นรูปผง เป็นวิธีการผลิตชิ้นส่วนโลหะขนาดเล็กถึงขนาดกลางจำนวนมากที่ได้รับการยอมรับและคุ้มค่า วิธีการนี้พัฒนามาจากวิธีการฉีดขึ้นรูปพลาสติกโดยการผสมผงโลหะกับสารยึดเกาะโพลีเมอร์เพื่อสร้างวัตถุดิบ จากนั้นจึงฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ หลังจากนั้นจึงกำจัดสารยึดเกาะออกโดยการอบชุบด้วยความร้อนภายใต้สุญญากาศก่อนการเผาผนึกขั้นสุดท้าย อย่างไรก็ตาม ในกรณีของไทเทเนียม สารยึดเกาะที่ใช้ใน MIM ส่งผลให้มีการปนเปื้อนของคาร์บอนเข้าไปในเนื้อโลหะเนื่องจากการกำจัดสารยึดเกาะไม่เพียงพอก่อนการเผาผนึก หรือปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างสารยึดเกาะที่สลายตัว บรรยากาศในการกำจัดสารยึดเกาะ และเฟสโลหะ ส่งผลให้ชิ้นส่วนไทเทเนียมมีคุณสมบัติทางกลที่ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่สำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ แต่เหมาะสมสำหรับชิ้นส่วนที่คุณสมบัติแรงดึงและแรงกระแทกมีความสำคัญน้อยกว่า เมื่อไม่นานมานี้ ได้มีการดำเนินการเพื่อลดปริมาณสารยึดเกาะให้เหลือน้อยกว่า 8% โดยปริมาตร ส่งผลให้สามารถกำจัดสารยึดเกาะออกจากชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปได้อย่างสมบูรณ์ในระหว่างกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน

ในกระบวนการรีดผงโดยตรง (DPR) ผง BE ถูกนำมาใช้ในการผลิตแผ่น แผ่นหนา และแผ่นและแผ่นหนาหลายชั้นแบบคอมโพสิต แผ่นที่มีความหนาตั้งแต่ 1.27 ถึง 2.54  มม. และความหนาแน่น 50 ถึง 99% ขึ้นไป ของไทเทเนียม CP ชั้นเดียว ไทเทเนียมเกรด 5 ไทเทเนียมอะลูมิเนียม (Ti-48Al-2Cr-2Nb) และคอมโพสิต Ti/เกรด 5/Ti และเกรด 5/TiAl/เกรด 5 ได้ถูกผลิตขึ้นโดยกระบวนการ DPR และการเผาผนึก

การขึ้นรูปด้วยเลเซอร์แบบเน็ตเชพปิ้ง (LENS) เป็นเทคนิคการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) สำหรับการผลิต ปรับปรุง และซ่อมแซมชิ้นส่วนโลหะอย่างรวดเร็วโดยตรงจากข้อมูล CAD กระบวนการนี้ใช้เลเซอร์โซลิดสเตท กำลังสูง ที่โฟกัสไปที่พื้นผิวโลหะเพื่อสร้าง บ่อหลอมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 มม. จากนั้นผงโลหะจะถูกฉีดเข้าไปในบ่อหลอมเพื่อเพิ่มปริมาตรของวัสดุและสร้างชิ้นส่วนขึ้นทีละชั้นมีการผลิต ชิ้นส่วนทดลอง เช่น เครื่องยนต์ขับดันแก๊ส (ใช้เวลาสร้าง 8 ชั่วโมง) และ ชิ้นส่วนยึด รถยนต์จากไทเทเนียมเกรด 5 การเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (SLS) คล้ายกัน ยกเว้นว่าเลเซอร์จะหลอมรวมวัสดุผงอย่างเลือกสรรโดยการสแกนบนพื้นผิวของชั้นผง หลังจากสแกนแต่ละส่วนตัดขวางแล้ว ชั้นผงจะถูกลดระดับลงหนึ่งชั้นความหนา จากนั้นจึงเติมวัสดุชั้นใหม่ลงไปด้านบน และทำซ้ำกระบวนการจนกว่าชิ้นส่วนจะเสร็จสมบูรณ์

ในกระบวนการอัดขึ้นรูปด้วยความดันไอโซสแตติกสูงจะใช้ความร้อนและความดันสูงในการอัดผงให้มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับความหนาแน่นสูงสุดตามทฤษฎี

การเผาผนึกด้วยกระแสไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันในชื่อการเผาผนึกด้วยพลาสมาประกายไฟ (SPS) อาศัยการใช้ความร้อนและความดันอย่างรวดเร็วเพื่อรวมผงโลหะให้มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับความหนาแน่นสูงสุดตามทฤษฎี โดยปราศจากผลกระทบจากการเติบโตของเกรนที่ไม่พึงประสงค์ ทำให้ขนาดเกรนใกล้เคียงกับขนาดเดิมและได้คุณสมบัติทางกลที่ดีขึ้นในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

งานวิจัยกำลังคืบหน้าในการหลีกเลี่ยงเส้นทางแบบดั้งเดิมของการทำให้วัตถุดิบหรือฟองน้ำเป็นละออง และต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ Kroll แบบดั้งเดิม กระบวนการเหล่านี้หลายกระบวนการ เช่น กระบวนการของ FFC, MER Corporation, OS, Ginatta และ BHP Billiton อาศัยการลดด้วยไฟฟ้าของTiO2 (วัสดุราคาถูกและมีอยู่มากมาย) เพื่อสร้างโลหะไทเทเนียม จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีวัสดุใดจากกระบวนการเหล่านี้ถูกขายในเชิงพาณิชย์ในตลาดเปิด และยังไม่มีการเผยแพร่แบบจำลองต้นทุน แต่กระบวนการเหล่า มีความเป็นไปได้ที่จะได้ผงไทเทเนียมราคาไม่แพงในอนาคตอันใกล้ประเทศที่มีโรงงานผลิตฟองน้ำไทเทเนียม ได้แก่ ซาอุดีอาระเบีย จีน ญี่ปุ่น รัสเซีย คาซัคสถาน สหรัฐอเมริกา ยูเครน และอินเดียโรงงานผลิตฟองน้ำไทเทเนียมในอินเดียเป็นแห่งเดียวในโลกที่สามารถดำเนินกิจกรรมต่างๆ ในการผลิตฟองน้ำไทเทเนียมเกรดสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศได้ทั้งหมดภายใต้หลังคาเดียวกัน^{[ 6 ] [ 7 ]}