Användningsområde och utvecklingstrend för 3D-utskriftsteknik i titanlegering
3D-utskrift (3DP) är en typ av snabb prototypteknik, även känd som additiv tillverkning [1]. Den är baserad på digitala modellfiler och använder självhäftande material som pulvermetall eller plast för att skriva ut lager för lager. En teknik för att konstruera föremål på ett sätt. 3D-utskrift uppnås vanligtvis med hjälp av digitala materialskrivare.
Med den snabba utvecklingen av vetenskap och teknik har 3D-utskriftsteknik använts i stor utsträckning inom olika områden. Som en viktig metallutskriftsteknik har titanlegerings 3D-utskriftsteknik breda tillämpningsmöjligheter. Den här artikeln kommer att diskutera tillämpningen och framtida utvecklingstrender för 3D-utskriftsteknik i titanlegering inom flyg, sjukvård, biltillverkning, arkitektonisk planering, produktion av konsumentprodukter, vetenskaplig forskning och prototyper samt personlig anpassning.
3D-utskriftsteknik dök upp i mitten-1990 och är faktiskt den senaste snabba prototypenheten som använder tekniker som ljushärdning och papperslaminering. Dess arbetsprincip är i princip densamma som för vanlig tryckning. Skrivaren är fylld med "tryckmaterial" som vätska eller pulver. Efter att ha kopplats till datorn överlagras "tryckmaterialet" lager för lager genom datorstyrning, och slutligen förvandlas ritningen på datorn till ett fysiskt objekt. Denna utskriftsteknik kallas 3D tredimensionell utskriftsteknik.
inom medicin
Titanlegering 3D-utskriftsteknik används också i stor utsträckning inom hälsovårdsområdet. Genom 3D-utskriftsteknik i titanlegering kan skräddarsydda medicinska implantat som ben, hjärtklaffar och ryggar produceras. Dessa implantat kan bättre anpassa sig till patientens fysiska behov och förbättra behandlingens effektivitet. I framtiden, med förbättringen av biokompatibilitet och bioaktivitet, kommer titanlegerings 3D-utskriftsteknik att spela en viktigare roll inom medicinsk vård.
Titan kallas en "biofil" metall. Den har fördelarna med icke-giftig och ofarlig, hög temperaturbeständighet, hög korrosionsbeständighet, hög hållfasthet, låg densitet, god biokompatibilitet, etc., och dess elasticitetsmodul är nära den för mänsklig hårdvävnad. Området medicinska metaller upptar "halva landet". Idag används titanlegerings 3D-utskriftsteknik främst inom ortopedi och tandvård.
Flygfält
Titanlegering 3D-utskriftsteknik har breda tillämpningar inom flyg- och rymdområdet. Genom 3D-utskriftsteknik kan rymdkomponenter tillverkas som är lättare, mer motståndskraftiga mot höga temperaturer och mer motståndskraftiga mot korrosion. Till exempel kan tillverkning av flygplanskonstruktionsdelar, flygkroppar, vingar etc. förbättra flygplanens prestanda och minska kostnaderna. I framtiden, med teknikens framsteg, kommer titanlegerings 3D-utskriftsteknik att spela en viktigare roll inom flyg- och rymdområdet.
Prototyp och mögelfält
3D-utskrift har också unika fördelar inom området prototyper och formar. Jämfört med traditionella produktionsmetoder styrs 3D-utskrift av en dator och kan strikt kontrollera storleken enligt den tredimensionella mjukvaruritningen. För komplexa delar finns det inga produktionsvägsbegränsningar, vilket avsevärt kan minska modell- och formberedningstiden, förbättra modellens noggrannhet och kvalitet och spara mycket tid och pengar.
Utvecklingstrend för 3D-utskriftsteknik i titanlegering
Som en banbrytande tillverkningsteknik integrerar titanlegerings 3D-utskriftsteknik design och tillverkning. Under de senaste åren har det väckt stor uppmärksamhet från alla samhällsskikt och har visat ett brett spektrum av tillämpningar inom högteknologiska områden som flyg, nationellt försvar och militär, biomedicin och höghastighetståg för bilar. Utsikter, men jämfört med den traditionella tillverkningstekniken startade sent, utvecklingshistorien är bara cirka 30 år, det finns fortfarande ett stort gap jämfört med de avancerade länderna i världen, till exempel: formningseffektiviteten för titanlegeringsdelar är låg, och precisionen har ännu inte nått hög precision. Förberedelsekostnaderna för nivå, utrustning och material är höga, och problem som storskaliga industriella och kommersiella tillämpningar har ännu inte realiserats, särskilt undertryckandet av defekter i formade delar. För närvarande är forskningen om defekter i formningsprocessen av delar, såsom sfäroidisering, sprickor, porer och vridningsdeformationer i vårt land fortfarande i det preliminära skedet, och det finns fortfarande mycket forskningsarbete som behöver utföras enträget.
(1) När det gäller material, utveckla ny produktionsutrustning och beredningsprocesser för sfäriskt titanlegeringspulver för att förbättra kvaliteten på titanlegeringspulver (partikelstorlek, sfäricitet, fluiditet, inneslutningsgas, etc.), och därigenom förbättra strukturen och mekaniken hos delarnas prestanda. Dessutom minskar kostnaden genom att öka utbytet av pulver och återvinning och återanvändning av pulver.
(2) När det gäller utrustning, å ena sidan, bör formningseffektiviteten, formningsnoggrannheten och kostnaden för utrustningen förbättras; å andra sidan bör storskalig tryckutrustning av industriell kvalitet utvecklas för att gradvis realisera storskalig produktion och tillämpning.
(3) När det gäller inspektion, med utvecklingen av 3D-utskrivna delar i riktning mot storskaliga, komplexa och exakta, har många traditionella oförstörande inspektionsmetoder blinda fläckar, och nya oförstörande inspektionstekniker måste utvecklas; genom onlineinspektion av realtidsövervakning av vävnader och defekter Teknik är en av de viktigaste forskningsriktningarna i framtiden; dessutom är upprättandet och förbättringen av oförstörande teststandarder grunden för den breda tillämpningen av 3D-utskriftsteknik.
(4) När det gäller process, optimera processen för 3D-utskriftsteknik ytterligare, undertryck defekter i formningsprocessen och förbättra de mekaniska egenskaperna hos formade delar. Nyckelfrågor såsom utvecklingen av inre spänningar i delar under formningsprocessen, deformations- och sprickbildningsbeteende och defektgenereringsmekanismer är fortfarande frågor som behöver studeras i framtiden.
