A penészipar titánötvözetet fog használni 3D nyomtatáshoz?

一, A titánötvözetet használó 3D nyomtatás technológiai előnyei és milyen jól működik a penészgombákkal
1. Bonyolult szerkezetek készítésének képessége
A formaiparnak napról napra egyre bonyolultabb belső áramlási csatornákra és könnyű rácsszerkezetekre van szüksége. A szabványos feldolgozási módszereket azonban korlátozzák a szerszámpályák és a formatervezés, ami megnehezíti a nagy pontosságú, bonyolult szerkezetek készítését{1}. A titánötvözetből készült 3D nyomtatással az anyagokat rétegről rétegre rakhatja egymásra, így háromdimenziós modelleket készíthet. Ezzel olyan belső csatornákat, vékony{6}}falú szerkezeteket és szabálytalan hűtőcsatornákat hozhat létre, amelyekre a régebbi módszerek nem képesek. Például a fröccsöntő szerszámokban a konform hűtőcsatornák 30-50%-kal csökkenthetik a fröccsöntési ciklust, és javíthatják a termék hozamát. A titánötvözetek, mint például az XM-7 formaacél, magas, 30 W/(m · K) hővezető képességgel rendelkeznek, ami még jobban hűti őket, és tökéletessé teszi őket a csúcsminőségű szerszámokhoz.
2. Az anyagteljesítmény előnyei
A titánötvözetek erősek és könnyűek, így a formák hosszabb élettartamúak és könnyebben használhatók. Például az 1,2709 (18Ni300) martenzites öregedő acél szakítószilárdsága 2000 MPa, keménysége 50–52 HRC. Alkalmas nagy-feszültségű présöntvény-formákhoz, és több mint háromszor tovább tart, mint a hagyományos H13-as acél. Ezenkívül a titánötvözetek korrózióval szembeni ellenálló képessége (mint például a 316L rozsdamentes acél stabilitása nedves körülmények között) csökkentheti a formák tisztításának számát, és idővel csökkentheti használatuk költségeit.
3. Személyre szabás és gyors változtatások
Az öntőforma készítése legtöbbször sok kísérletet és változtatást jelent, a hagyományos módszerek pedig hosszú időt vesznek igénybe és sokba kerülnek. A digitális modellek segítségével közvetlenül titánötvözetből készíthető 3D nyomtatás, a prototípusok gyártása és ellenőrzése pedig néhány nap alatt elvégezhető. Ez csökkenti a kutatáshoz és fejlesztéshez szükséges időt. Például egy autóalkatrészeket gyártó cég titánötvözet 3D nyomtatást használ, hogy a penészkészítés idejét 8 hétről 2 hétre csökkentse, és a formákat 30%-kal könnyebbé tegye rácsos szerkezettel. Ez energiát takarít meg, és megkönnyíti a folyamat lebonyolítását.
2, A titánötvözetből készült 3D nyomtatás gyakori felhasználási módjai a penésziparban
1. Formák fröccsöntéshez
Mivel a titánötvözet nagy hővezető képességgel rendelkezik, és ellenáll a korróziónak, ez a legjobb anyag fröccsöntő szerszámokhoz. Például az autók belső öntőformáiban a 316 literes rozsdamentes acélporral és SLM technológiával készült formák, valamint a konform hűtővízcsatorna-kialakítás 120 másodpercről 75 másodpercre csökkentik a fröccsöntési ciklust, és 98%-ra növelik a hozamot. Ezenkívül a titánötvözet öntőformák kiválóan csiszolják a felületeket, ami fontos a nagy-precíziós tárgyak, például az optikai lencsék készítéséhez.
2. Formák présöntéshez
A fröccsöntő formáknak képesnek kell lenniük a magas hőmérsékletű fémfolyadék erózió és a hőterhelési ciklusok{0}} kezelésére. A titánötvözetek hőrepedésekkel és kopással szembeni ellenállása nagymértékben megnövelheti a forma élettartamát. Hőkezelést követően az 1,2709 porral nyomott alumíniumötvözet{3}}öntőforma keménysége 50 HRC, és szerkezetileg ép marad 60 000 présöntési ciklus után is. Ez 200%-kal hosszabb élettartamot jelent a tipikus H13-as acélformákhoz képest.
3. Öntőforma gumiabroncsokhoz
A titánötvözet kopásállósága és hőstabilitása javíthatja a gumiformák pontosságát, amikor minták készítésére használják őket. Az SLM technológiával készült CX (Corrax) rozsdamentes acél porforma polírozási teljesítménye A2. A rácsos tartószerkezet 30%-kal csökkenti az öntőforma súlyát, és 0,01 mm-re javítja a minta-visszaadás pontosságát, amire a csúcskategóriás gumiabroncsoknak szüksége van.
4. Formák orvossághoz
Az a tény, hogy a titánötvözet biológiailag kompatibilis, különleges előnyt jelent az orvosi öntőformák birodalmában. Például a 3D nyomtatott, titánötvözetből készült csontlemez formák minden páciens számára testreszabhatók úgy, hogy közvetlenül a CT-adatokból készítenek formamodelleket. Ez csökkenti a műtétre való felkészüléshez szükséges időt, és az implantátumok alkalmazkodóbbá válik.
3. Problémák, amelyekkel a titánötvözetből készült 3D-nyomtatás szembesül a szerszámüzletágban
1. Az anyagok költsége magas
A titánötvözet por ára sokkal magasabb, mint a hagyományos öntőacélé. Például az 1,2709-es por kilogrammonként nagyjából 800 jüanba kerül, ami háromszor több, mint a 316 literes por, amely kilogrammonként 260 jüanba kerül. A titánötvözet öntőformák tovább tartanak, de az előállításuk magas költsége megnehezíti a nagyüzemi alkalmazásukat.
2. A folyamat stabilan tartása és a problémák megoldása
Problémák vannak a titánötvözetek 3D-nyomtatásával, például szferoidizáció, repedések és porozitás, amelyek kevésbé hatékonyak az öntőformában. Például az SLM technológiában, ha a por nem folyik elég jól, a rétegek nem fognak jól tapadni, és az alkatrészeknek jobbnak kell lenniük a nyomtatási beállítások (például a lézerteljesítmény és a szkennelési sebesség) és az utófeldolgozás (például a melegizosztatikus préselés) módosításával.
3. A felszerelés és az utólagos-feldolgozás költségei
A csúcskategóriás-titánötvözet 3D nyomtatók, mint például az EOS M400-4, több mint 10 millió jüanba kerülnek, és inertgáz-védelmi rendszerre és pontos hőmérséklet-szabályozóra van szükségük. Ez sokkal nehezebbé teszi a használatukat. Ezenkívül a titánötvözet öntőformákat az elkészítést követően kezelni kell, ami növeli az előállításukhoz szükséges költségeket és időt.