Стоимость оборудования и материалов металлических 3D-принтеров достигла 1 миллиарда долларов США в мире. Хотя по сравнению с 3D-печатью пластиком выходное значение составляет всего около 10 процентов, ожидается, что к концу 2022 года 3D-печать металлом достигнет масштаба 10 миллиардов. Итак, чем технология 3D-печати из титанового сплава отличается от области 3д печать металлом? Каков статус его исследования? Как насчет перспектив применения в аэрокосмической и других областях?
Исследовательский статус технологии 3D-печати титановым сплавом
В последние годы, с быстрым развитием технологий прямого производства титановых сплавов, таких как лазерное селективное плавление (SLM) и производство электронно-лучевой селективной плавки (EBSM), технология изготовления 3D-печати из титанового сплава для индивидуальных функциональных деталей становится все более и более зрелой. Формование, процесс и оборудование индивидуальных функциональных частей материалов стали предметом исследований.
Селективное лазерное плавление SLM относится к облучению порошка титанового сплава лазерным лучом под защитой газообразного аргона или азота. Порошок титанового сплава плавится и быстро затвердевает после поглощения энергии лазера, тем самым плавя и склеивая плотные структуры и высокоточные функциональные детали из титанового сплава. Это наиболее часто используемый метод 3D-печати титановым сплавом для исследований и производства в стране и за рубежом.
Применение в аэрокосмической и других областях
Что касается области применения технологии 3D-печати из титанового сплава, то в последние годы 3D-печать из титанового сплава быстро развивалась в аэрокосмической и медицинской областях. Наиболее широко используемые сценарии в основном сосредоточены на высокоточных аэрокосмических деталях, стоматологии и человеческих костях. Материалы в основном представляют собой биоматериалы с хорошей совместимостью с тканями человека, такие как титановый сплав и нержавеющая сталь. Недавно команда экспертов по торакальной хирургии больницы Union Medical College успешно имплантировала «изготовленное на заказ» ребро грудины из титанового сплава, напечатанное на 3D-принтере, и пострадавший надел «броню» из титанового сплава, чтобы изменить форму новой грудной клетки.
Непосредственное производство деталей из титанового сплава стремительно развивается в сфере 3D-печати. Использование оборудования SLM из металлического порошка для прямой печати и производства деталей из титанового сплава решает творческую проблему небольших партий и индивидуальной настройки в аэрокосмической и других областях, поскольку оно может обрабатывать традиционные методы. Сложные детали, которые трудно или даже невозможно обрабатывать, поэтому оно не имеет себе равных. Преимущества прямой печати производственных деталей.
Поскольку детали в аэрокосмической, авиационной, медицинской и других областях требуют «высокоточных», «высококачественных» и «сверхточных» характеристик нанесения, к качеству порошка для 3D-печати из титанового сплава предъявляются более высокие требования. Качество деталей для аддитивного производства титановых сплавов тесно связано со свойствами металлического порошка, включая размер частиц порошка, сферичность, текучесть, объемную плотность и т. д.
Основываясь на наблюдениях JR за рынком и многолетней практике производства 3D-печати из титанового сплава, мы особенно давно используем сверхтонкий порошок титанового сплава TC4 для 3D-печати и литья в соответствии с особыми потребностями пользователей. область производства материалов.
Превосходные всесторонние механические свойства 3D-печатных изделий из титанового сплава могут удовлетворить требования к производительности авиационных двигателей, а их высокая удельная прочность и малый вес способствуют снижению веса лопасти; готовый продукт обладает высокой термической стабильностью и стойкостью к окислению, что позволяет продлить срок службы лезвия и интервал проверки; в то же время внутренняя часть детали имеет полую структуру, которая имеет большое пространство для дизайна и может реализовывать более разнообразные формы для удовлетворения потребностей различных сценариев.
3D-печать титановым сплавом — это метод формирования изделий, широко используемый в аэрокосмической и медицинской областях. После того, как продукт сформирован с помощью оборудования для селективного лазерного плавления (SLM), микроструктура полученных деталей становится однородной и плотной и имеет характеристики быстрого затвердевания. Прочность на растяжение, предел текучести и удлинение печатных деталей примерно на 6-7 процентов, 6-10 процентов и 55-60 процентов выше, чем у кованых деталей соответственно. Печатные детали обладают высокой точностью внутренних размеров, высокой удельной прочностью и умеренными высокотемпературными механическими свойствами, поэтому детали обладают хорошей несущей способностью и устойчивостью к нагрузкам, что соответствует требованиям критически важных с точки зрения безопасности приложений, таких как аэрокосмическая промышленность.
Таким образом, перспективы применения технологии 3D-печати из титанового сплава в аэрокосмической и других областях будут чрезвычайно яркими!