A fém 3D nyomtatók felszerelése és anyagai elérték az 1 milliárd dollárt a világon. Bár a műanyag 3D nyomtatáshoz képest a kimeneti érték csak körülbelül 10 százalék, a fém 3D nyomtatás várhatóan 2022 végére eléri a 10 milliárdos skálát. Tehát miben különbözik a titánötvözet 3D nyomtatási technológia a fém 3D nyomtatás? Milyen állapotban van a kutatása? Mi a helyzet az alkalmazási kilátásokkal a repülőgépiparban és más területeken?
A titánötvözet 3D nyomtatási technológia kutatási státusza
Az elmúlt években a titánötvözet közvetlen gyártási technológiáinak, mint például a lézeres szelektív olvasztás (SLM) gyártása és az elektronsugaras szelektív olvasztás (EBSM) gyártása, gyors fejlődésével a titánötvözet 3D nyomtatási gyártási technológiája az egyedi funkcionális alkatrészekhez egyre érettebbé vált. Az anyagok testreszabott funkcionális részeinek formázása, folyamata és felszerelése kutatási hotspottá vált.
A szelektív lézerolvasztású SLM titánötvözet por lézersugárral történő besugárzását jelenti argon vagy nitrogéngáz védelme alatt. A titánötvözet por gyorsan megolvad és megszilárdul, miután elnyeli a lézerenergiát, ezáltal megolvad és kötődik, sűrű szerkezetek és nagy pontosságú titánötvözet funkcionális részek. Ez a leggyakrabban használt titánötvözet 3D nyomtatási módszer a hazai és külföldi kutatáshoz és gyártáshoz.
Alkalmazások a repülésben és más területeken
Ami a titánötvözet 3D nyomtatási technológia alkalmazási területét illeti, a titánötvözet 3D nyomtatás gyorsan fejlődött az elmúlt években a repülőgépiparban és az orvostudományban. A legszélesebb körben használt forgatókönyvek főként a nagy pontosságú repülőgép-alkatrészekre, a fogászatra és az emberi csontokra koncentrálódnak. Az anyagok főként olyan bioanyagok, amelyek jól kompatibilisek az emberi szövetekkel, például titánötvözet és rozsdamentes acél. A közelmúltban az Union Medical College Hospital mellkassebészeti szakértői csoportja sikeresen beültetett egy "egyedi gyártású" 3D nyomtatott titánötvözet szegybordát, a sérült pedig titánötvözetből készült "páncélt" viselt, hogy átalakítsa az új mellkast.
A titánötvözet alkatrészek közvetlen gyártása rohamosan fejlődik a 3D nyomtatás területén. A fémporos SLM-berendezések használata a titánötvözet alkatrészek közvetlen nyomtatására és gyártására megoldja a kis tételek és a testreszabás kreatív problémáját az űrhajózásban és más területeken, mivel hagyományos módszerekkel képes feldolgozni bonyolult alkatrészeket, amelyeket nehéz vagy akár lehetetlen feldolgozni, így páratlan. előnyök a közvetlen nyomtatási termelési alkatrészekben.
Mivel a repülési, repülési, orvosi és egyéb területeken az alkatrészek „nagy pontosságú”, „kiváló minőségű” és „ultraprecíziós” alkalmazási jellemzőket igényelnek, a titánötvözetből készült 3D nyomtatópor minőségére magasabb követelmények vonatkoznak. A titánötvözet adalékanyag-gyártási alkatrészeinek minősége szorosan összefügg a fémpor tulajdonságaival, beleértve a por szemcseméretét, gömbszerűségét, folyékonyságát, térfogatsűrűségét stb.
A JR piaci megfigyelései és hosszú távú titánötvözet 3D nyomtatási gyártási gyakorlata alapján különösen hosszú ideig ultrafinom TC4 titánötvözet port használunk 3D nyomtatáshoz és fröccsöntéshez a felhasználók speciális igényei szerint. anyaggyártási terület.
A titánötvözetből készült 3D nyomtatott termékek kiváló átfogó mechanikai tulajdonságai megfelelnek a repülőgép-motorok teljesítménykövetelményeinek, nagy fajlagos szilárdságuk és könnyű súlyuk pedig támogatást nyújt a pengetömeg csökkentéséhez; a késztermék nagy termikus stabilitással és oxidációs ellenállással rendelkezik, ami meghosszabbíthatja a penge élettartamát és az ellenőrzési intervallumot; ugyanakkor az alkatrész belseje üreges szerkezetet vesz fel, amely nagy tervezési térrel rendelkezik, és változatosabb formákat képes megvalósítani, hogy megfeleljen a különféle forgatókönyvek igényeinek.
A titánötvözetből készült 3D nyomtatás a repülőgépgyártásban és az orvostudományban széles körben használt termékformáló módszer. A termék szelektív lézerolvasztással (SLM) adalékanyag-gyártó berendezéssel történő előállítása után a kapott részek mikroszerkezete egységes és sűrű, gyors megszilárdulási jellemzőkkel rendelkezik. A nyomtatott részek szakítószilárdsága, folyáshatára és nyúlása körülbelül 6-7 százalékkal, 6-10 százalékkal, illetve 55-60 százalékkal nagyobb, mint a kovácsolt részeké. A nyomtatott részek nagy belső méretpontossággal, nagy fajlagos szilárdsággal és közepesen magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, így az alkatrészek jó teherbíró képességgel és húzóképességgel rendelkeznek, ami megfelel a biztonság szempontjából kritikus alkalmazások, például az űrkutatás követelményeinek.
Ezért a titánötvözet 3D nyomtatási technológia alkalmazási lehetőségei az űrhajózásban és más területeken rendkívül fényesek lesznek!