Поле на приложение и тенденция на развитие на технологията за 3печат от титанова сплав
3D печатът (3DP) е вид технология за бързо прототипиране, известна още като добавка за производство [1]. Това е технология за изграждане на обекти чрез слой по слой печат въз основа на цифрови файлове на модели и използване на лепилни материали като прах метал или пластмаса. 3печатът обикновено се извършва с помощта на цифрови принтери за материали. Често се използва в производството на мухъл, индустриалния дизайн и други области за производство на модели, а след това постепенно се използва в прякото производство на някои продукти. Вече има отпечатани части с помощта на тази технология. Технологията се използва в бижутерията, обувките, индустриалния дизайн, архитектурата, инженерството и строителството, автомобилната, космическата, стоматологичната и медицинската промишленост, образованието, географските информационни системи, гражданското инженерство, огнестрелните оръжия и други области.
Триизмерният печат, възникнал в средата на 90-те години на миналия век, всъщност е най-новото устройство за бързо прототипиране, използващо технологии като светлинно втвърдяване и наслояване на хартия. Принтерът е оборудван с "печатни материали", като течност или прах, които се свързват към компютър и след това се подреждат слой по слой чрез компютърно управление, като накрая се превръщат чертежите на компютъра в реални обекти. Тази технология за печат се нарича 3стереоскопичен печат.
Предимства на титанова сплавматериали в материали за 3печат
01
Висока специфична якост
Титановите сплави са само 60% плътни като стоманата, чистият титан е близо до якостта на обикновената стомана и някои от тях са с висока якост.титанова сплавнадвишава якостта на много легирани конструкционни стомани. Ето защо специфичната якост (якост / плътност) на титанова сплав е далеч по-голяма от тази на други метални структурни материали, които могат да произвеждат части с висока якост на единицата, добра твърдост и леко тегло. Титановите сплави се използват в компонентите на двигателя на самолетите, рамки, кожи, крепежни елементи и колесници.
02
Висока топлинна интензивност
Използването на температурата на титанова сплав е няколко стотин градуса по-висока от алуминиевата сплав, може да бъде при температура 450 ℃ ~ 500 ℃ дългосрочна работа, Работната температура на алуминиевата сплав е под 200 ℃.
03
Добра устойчивост на корозия
Титанова сплав работи във влажна атмосфера и морска вода среда, нейната устойчивост на корозия е далеч по-добра от неръждаемата стомана, корозията на ямите, киселинната корозия, устойчивостта на корозия на стрес е особено силна.
04
Добра производителност при ниски температури
Титановата сплав все още може да поддържа механичните си свойства при ниска температура. Та7, например, може да поддържа определена пластичност при -253 ℃. Ето защо титановата сплав също е важен нискотемпературен структурен материал.
Приложение на материали от титанова сплав в 3печат
Медицинска област
Титанът, известен като "биофилен" метал, има предимствата на нетоксичен и безвреден, висока температурна устойчивост, висока устойчивост на корозия, висока якост, ниска плътност, добра биосъвместимост и неговият еластичен модул е близък до този на човешката твърда тъкан, заемайки "половината от сферата на медицинските метали". Понастоящем прилагането на технологията за 3печат от титанова сплав е главно ортопедия и стоматология.
Технологията за 3печат е приложена за първи път към корабните изтребители на Съединените щати през 2001 г., а лагерните структурни части на самолета са произведени чрез технологията за 3печат на титанова сплав и се прилага за авиационното производство. През 2011 г. Университетът на Саутхемптън във Великобритания използва технология за 3печат, за да произвежда цялата рамка на дрон, включително крилото, контролния панел и люка. След 2012 г. прилагането на технологията за 3печат от титанова сплав в областта на авиацията постигна безпрецедентно развитие. Частите от титанова сплав се използват не само широко в производството на самолети, но и нови материали от титанова сплав започват да се прилагат в ракета, космическа совалка и друго космическо оборудване.
Ръчна плоча и поле на мухъл
3печатът също има уникални предимства в областта на ръчната плоча и мухъл. В сравнение с традиционните производствени методи, 3печатът се контролира от компютри и може да контролира размера стриктно според 3софтуерния чертеж. За сложни части няма ограничение на производствения път, може значително да намали времето за подготовка на модела и мухъла, да подобри точността и качеството на модела, да спести много време и пари.
Тенденция на развитие на технологията за 3печат от титанова сплав
Технологията за 3печат от титанова сплав, като авангардна производствена технология, интегрира дизайна и производството, привлече голямо внимание през последните години и показа широки перспективи за приложение в аерокосмическата, националната отбрана, биомедицината, автомобилната високоскоростна железопътна линия и други напреднали области. Въпреки това, в сравнение с традиционната производствена технология, историята на развитието е само около 30 години. В сравнение с напредналите страни в света все още има голяма празнина, като: ефективността на формиране на части от титанова сплав е ниска, прецизността не е достигнала високо ниво на прецизност, разходите за подготовка на оборудване и материали са високи и все още не е реализирала мащабни промишлени и търговски приложения, особено проблемът с формирането на дефекти на частите. Понастоящем дефектите, съществуващи в процеса на формиране на части в нашата страна. Изследванията на сфероидизацията, пукнатините, порите, деформацията на светлинната основа и т.н. са все още в предварителен етап и все още има много спешна научноизследователска работа, Бъдещата тенденция на развитие на технологията за 3печат от титанова сплав е, както следва:
(1) По отношение на материалите, научноизследователска и развойна дейност на нови сферичнипрах от титанова сплавпроизводствено оборудване и процес на подготовка, подобряване на качеството на прах от титанова сплав (размер на частиците, сферичност, течност, включване на газ и др.), за да се подобри структурата и механичните свойства на частите. В допълнение, разходите се намаляват чрез увеличаване на добива на прах и рециклиране на прах.
(2) По отношение на оборудването, от една страна, ефективността и точността на формоването на оборудването трябва да бъдат подобрени и разходите трябва да бъдат намалени; В допълнение, ние също трябва да разработим мащабно индустриално печатно оборудване, за да реализираме постепенно мащабно производство и приложение.
(3) По отношение на изпитването, с разработването на 3части за печат в посока на големи размери, сложност и прецизност, много традиционни методи за изпитване имат слепи точки, така че е необходимо да се разработят нови технологии за изпитване без разрушаване; Онлайн технологията за откриване чрез мониторинг в реално време на организацията и дефекта е една от ключовите направления на изследванията в бъдеще. В допълнение, създаването и подобряването на стандартите за неразрушително изпитване е в основата за широкото приложение на технологията за 3печат.
(4) По отношение на технологиите допълнително оптимизирайте технологията за 3печат, ограничете дефектите в процеса на формоване и подобрете механичните свойства на формираните части. В процеса на формиране някои ключови проблеми, като еволюционния закон на вътрешното напрежение, поведението на деформация и напукване и механизмът на дефектите, все още са проблемите, които трябва да бъдат проучени категорично в бъдеще.
