Oprema in materiali kovinskih 3D tiskalnikov so na svetu dosegli milijardo ameriških dolarjev. Čeprav je v primerjavi s plastičnim 3D-tiskanjem izhodna vrednost le približno 10 odstotkov, se pričakuje, da bo kovinski 3D-tiskanje do konca leta 2022 dosegel obseg 10 milijard. Torej, kako se tehnologija 3D-tiskanja iz titanove zlitine razlikuje od področja kovinski 3D tisk? Kakšen je status njegove raziskave? Kaj pa možnosti uporabe v letalstvu in na drugih področjih?
Stanje raziskave tehnologije 3D tiskanja iz titanove zlitine
V zadnjih letih s hitrim razvojem tehnologij neposredne izdelave titanovih zlitin, kot sta proizvodnja z laserskim selektivnim taljenjem (SLM) in proizvodnjo s selektivnim taljenjem z elektronskim žarkom (EBSM), postaja proizvodna tehnologija 3D-tiskanja iz titanovih zlitin za prilagojene funkcionalne dele vedno bolj zrela. Oblikovanje, proces in oprema prilagojenih funkcionalnih delov materialov so postali žarišče raziskav.
Selektivno lasersko taljenje SLM se nanaša na obsevanje prahu titanove zlitine z laserskim žarkom pod zaščito plina argona ali dušika. Prah titanove zlitine se po absorbciji laserske energije hitro stopi in strdi, s čimer se stopi in zlepi goste strukture in visoko natančne funkcionalne dele iz titanove zlitine. Je najpogosteje uporabljena metoda 3D tiskanja titanove zlitine za raziskave in proizvodnjo doma in v tujini.
Aplikacije v letalstvu in na drugih področjih
Kar zadeva področje uporabe tehnologije 3D-tiskanja iz titanove zlitine, se je 3D-tiskanje iz titanove zlitine v zadnjih letih hitro razvilo v letalstvu in medicini. Najpogosteje uporabljeni scenariji so v glavnem osredotočeni na visoko natančne letalske in vesoljske dele, zobozdravstvo in človeške kosti. Materiali so večinoma biomateriali z dobro združljivostjo s človeškim tkivom, kot sta titanova zlitina in nerjavno jeklo. Pred kratkim je strokovna ekipa za torakalno kirurgijo bolnišnice Union Medical College uspešno vsadila "po meri izdelano" 3D natisnjeno rebro prsnice iz titanove zlitine, poškodovana oseba pa je nosila "oklep" iz titanove zlitine za preoblikovanje novega prsnega koša.
Neposredna proizvodnja delov iz titanove zlitine se hitro razvija na področju 3D tiskanja. Uporaba opreme SLM iz kovinskega prahu za neposredno tiskanje in izdelavo delov iz titanove zlitine rešuje ustvarjalni problem majhnih serij in prilagajanja v letalstvu in na drugih področjih, saj lahko obdeluje tradicionalne metode. Zapletene dele, ki jih je težko ali celo nemogoče obdelati, zato ima neprimerljivo prednosti pri neposrednem tiskanju proizvodnih delov.
Ker deli v letalstvu, letalstvu, medicini in na drugih področjih zahtevajo značilnosti uporabe "visoko natančne", "visokokakovostne" in "ultra precizne", so višje zahteve glede kakovosti praška za 3D tiskanje iz titanove zlitine. Kakovost delov za proizvodnjo dodatkov iz titanove zlitine je tesno povezana z lastnostmi kovinskega prahu, vključno z velikostjo delcev prahu, sferičnostjo, tekočnostjo, nasipno gostoto itd.
Na podlagi JR-jevega opazovanja trga in dolgoročne proizvodne prakse 3D-tiskanja iz titanove zlitine še posebej dolgo uporabljamo ultra fin prah iz titanove zlitine TC4 za 3D-tiskanje in oblikovanje v skladu s posebnimi potrebami uporabnikov. področje proizvodnje materialov.
Odlične celovite mehanske lastnosti 3D-natisnjenih izdelkov iz titanove zlitine lahko izpolnijo zahteve glede zmogljivosti letalskih motorjev, njihova visoka specifična trdnost in majhna teža pa podpirata zmanjšanje teže rezila; končni izdelek ima visoko toplotno stabilnost in odpornost proti oksidaciji, kar lahko podaljša življenjsko dobo rezila in interval pregleda; hkrati ima notranjost dela votlo strukturo, ki ima velik prostor za oblikovanje in lahko uresniči več raznolikih oblik, da zadosti potrebam različnih scenarijev.
3D-tiskanje iz titanove zlitine je metoda oblikovanja izdelkov, ki se pogosto uporablja v letalstvu in medicini. Ko je izdelek oblikovan z opremo za aditivno proizvodnjo s selektivnim laserskim taljenjem (SLM), je mikrostruktura dobljenih delov enakomerna in gosta ter ima značilnosti hitrega strjevanja. Natezna trdnost, meja tečenja in raztezek tiskanih delov so približno 6-7 odstotkov, 6-10 odstotkov in 55-60 odstotkov višji od tistih pri kovanih delih. Tiskani deli imajo visoko notranjo dimenzijsko natančnost, visoko specifično trdnost in zmerne visokotemperaturne mehanske lastnosti, zato imajo deli dobro nosilnost in napetost, kar izpolnjuje zahteve varnostno kritičnih aplikacij, kot je vesoljska letalstvo.
Zato bo možnost uporabe tehnologije 3D tiskanja iz titanove zlitine v vesolju in na drugih področjih izjemno svetla!