Oblast použití a trend vývoje technologie 3D tisku z titanové slitiny
3D tisk (3DP) je typ technologie rychlého prototypování, známá také jako aditivní výroba [1]. Je založen na souborech digitálního modelu a používá adhezivní materiály, jako je práškový kov nebo plast k tisku vrstvy po vrstvě. Technika pro vytváření objektů způsobem. 3D tisku se obvykle dosahuje pomocí digitálních tiskáren materiálů.
S rychlým rozvojem vědy a techniky se technologie 3D tisku široce používá v různých oblastech. Jako důležitá technologie tisku kovů má technologie 3D tisku ze slitiny titanu široké vyhlídky. Tento článek pojednává o aplikacích a budoucích vývojových trendech technologie 3D tisku z titanové slitiny v letectví, zdravotnictví, automobilové výrobě, architektonickém plánování, výrobě spotřebních produktů, vědeckém výzkumu a prototypování a personalizovaném přizpůsobení.
Technologie 3D tisku se objevila v polovině{1}} let a je to vlastně nejnovější zařízení pro rychlé prototypování využívající technologie, jako je vytvrzování světlem a laminace papíru. Jeho pracovní princip je v podstatě stejný jako u běžného tisku. Tiskárna je naplněna "tiskovými materiály", jako je kapalina nebo prášek. Po připojení k počítači se „tiskové materiály“ překrývají vrstvu po vrstvě prostřednictvím řízení počítače a nakonec se plán v počítači změní na fyzický objekt. Tato technologie tisku se nazývá technologie 3D trojrozměrného tisku.
lékařský obor
Technologie 3D tisku z titanové slitiny je také široce používána v oblasti zdravotnictví. Prostřednictvím technologie 3D tisku z titanové slitiny lze vyrobit lékařské implantáty na míru, jako jsou kosti, srdeční chlopně a páteře. Tyto implantáty se mohou lépe přizpůsobit fyzickým potřebám pacienta a zlepšit efektivitu léčby. V budoucnu, se zlepšením biokompatibility a bioaktivity, bude technologie 3D tisku z titanové slitiny hrát v oblasti lékařské péče důležitější roli.
Titan je nazýván "biofilním" kovem. Má výhody netoxické a neškodné, vysoká teplotní odolnost, vysoká odolnost proti korozi, vysoká pevnost, nízká hustota, dobrá biokompatibilita atd., a jeho modul pružnosti je blízký modulu lidské tvrdé tkáně. Obor lékařských kovů zabírá „polovinu země“. Technologie 3D tisku z titanové slitiny se dnes používá především v ortopedii a stomatologii.
Letecké pole
Technologie 3D tisku z titanové slitiny má široké uplatnění v oblasti letectví a kosmonautiky. Prostřednictvím technologie 3D tisku lze vyrábět letecké komponenty, které jsou lehčí, odolnější vůči vysokým teplotám a odolnější vůči korozi. Například výroba konstrukčních dílů letadel, trupu, křídel atd. může zlepšit výkon letadla a snížit náklady. V budoucnu, s pokrokem technologie, bude technologie 3D tisku z titanové slitiny hrát v leteckém průmyslu důležitější roli.
Pole prototypů a forem
Unikátní výhody má 3D tisk také v oblasti prototypů a forem. Ve srovnání s tradičními výrobními metodami je 3D tisk řízen počítačem a může přísně kontrolovat velikost podle trojrozměrného softwarového výkresu. U složitých dílů neexistují žádná omezení výrobní cesty, což může výrazně zkrátit dobu přípravy modelu a formy, zlepšit přesnost a kvalitu modelu a ušetřit spoustu času a peněz.
Vývojový trend technologie 3D tisku z titanové slitiny
Technologie 3D tisku z titanové slitiny jako špičková výrobní technologie spojuje design a výrobu. V posledních letech přitáhl širokou pozornost ze všech oblastí života a ukázal širokou škálu aplikací v high-tech oblastech, jako je letectví, národní obrana a armáda, biomedicína a automobilová vysokorychlostní železnice. Perspektivy však ve srovnání s tradiční výrobní technologií započatou pozdě, historie vývoje je jen asi 30 let, stále existuje velká mezera ve srovnání s vyspělými zeměmi světa, například: účinnost tváření dílů z titanové slitiny je nízká, a přesnost ještě nedosáhla vysoké přesnosti Náklady na přípravu úrovně, vybavení a materiálů jsou vysoké a problémy, jako jsou průmyslové a komerční aplikace ve velkém měřítku, dosud nebyly realizovány, zejména potlačení vad ve tvářených dílech. V současné době je výzkum defektů v procesu tváření dílů, jako je sféroidizace, trhliny, póry a deformace u nás stále v přípravném stadiu, a zbývá ještě mnoho výzkumných prací, které je třeba provést. naléhavě.
(1) Pokud jde o materiály, vyvinout nové výrobní zařízení a procesy přípravy pro sférický prášek ze slitiny titanu, aby se zlepšila kvalita prášku ze slitiny titanu (velikost částic, sféricita, tekutost, inkluzní plyn atd.), čímž se zlepší struktura a mechanika výkon dílů. Kromě toho se náklady snižují zvýšením výtěžnosti prášku a recyklací a opětovným použitím prášku.
(2) Pokud jde o zařízení, na jedné straně by se měla zlepšit účinnost tváření, přesnost tváření a náklady na zařízení; na druhé straně by měla být vyvinuta velkoplošná průmyslová tiskařská zařízení, aby bylo možné postupně realizovat velkovýrobu a aplikaci.
(3) Pokud jde o inspekci, s vývojem 3D tištěných dílů ve směru velkých, složitých a přesných, mnoho tradičních nedestruktivních kontrolních metod má slepá místa a je třeba vyvinout nové nedestruktivní inspekční technologie; prostřednictvím online kontroly monitorování tkání a defektů v reálném čase Technologie je jedním z klíčových směrů výzkumu budoucnosti; kromě toho je vytvoření a zdokonalování standardů nedestruktivního testování základem pro široké uplatnění technologie 3D tisku.
(4) Z hlediska procesu dále optimalizovat proces technologie 3D tisku, potlačit vady v procesu tváření a zlepšit mechanické vlastnosti tvářených dílů. Klíčové problémy, jako je vývoj vnitřního napětí v součástech během procesu tváření, chování při deformaci a praskání a mechanismy generování defektů, jsou stále problémy, které je třeba v budoucnu studovat.
