De uitrusting en materialen van metalen 3D-printers hebben wereldwijd 1 miljard dollar bereikt. Hoewel vergeleken met plastic 3D-printen de uitvoerwaarde slechts ongeveer 10 procent is, wordt verwacht dat 3D-printen van metaal tegen het einde van 2022 een schaal van 10 miljard zal bereiken. metaal 3D printen? Wat is de status van zijn onderzoek? Hoe zit het met de toepassingsmogelijkheden in de lucht- en ruimtevaart en andere gebieden?
Onderzoeksstatus van 3D-printtechnologie van titaniumlegering
In de afgelopen jaren, met de snelle ontwikkeling van directe productietechnologieën van titaniumlegeringen, zoals laserselectief smelten (SLM) en productie van elektronenstraalselectief smelten (EBSM), is de productietechnologie voor 3D-printen van titaniumlegeringen voor op maat gemaakte functionele onderdelen steeds volwassener geworden. Het vormen, verwerken en uitrusten van op maat gemaakte functionele onderdelen van materialen is een onderzoekshotspot geworden.
Selectief lasersmelten SLM verwijst naar het bestralen van poeder van titaniumlegering met een laserstraal onder bescherming van argon of stikstofgas. Het poeder van titaniumlegering smelt en stolt snel na het absorberen van de laserenergie, waardoor smelten en hechten, dichte structuren en uiterst nauwkeurige functionele onderdelen van titaniumlegering. Het is de meest gebruikte 3D-printmethode van titaniumlegering voor onderzoek en productie in binnen- en buitenland.
Toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en andere gebieden
Wat betreft het toepassingsgebied van de 3D-printtechnologie van titaniumlegering, heeft 3D-printen van titaniumlegering zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld in de lucht- en ruimtevaart en de medische sector. De meest gebruikte scenario's zijn voornamelijk geconcentreerd in zeer nauwkeurige ruimtevaartonderdelen, tandheelkunde en menselijk bot. De materialen zijn voornamelijk biomaterialen met een goede compatibiliteit met menselijk weefsel, zoals titaniumlegering en roestvrij staal. Onlangs heeft het team van experts op het gebied van thoraxchirurgie van het Union Medical College Hospital met succes een "op maat gemaakte" 3D-geprinte borstbeenrib van titaniumlegering geïmplanteerd, en de gewonde persoon droeg een "harnas" van titaniumlegering om de nieuwe thorax opnieuw vorm te geven.
De directe productie van onderdelen van titaniumlegering ontwikkelt zich snel op het gebied van 3D-printen. Het gebruik van SLM-apparatuur met metaalpoeder om onderdelen van titaniumlegering rechtstreeks te printen en te vervaardigen, lost het creatieve probleem op van kleine batches en maatwerk in de ruimtevaart en andere gebieden, omdat het traditionele methoden kan verwerken. Gecompliceerde onderdelen die moeilijk of zelfs onmogelijk te verwerken zijn, dus het heeft ongeëvenaarde voordelen bij direct printen van productieonderdelen.
Omdat onderdelen in ruimtevaart, luchtvaart, medische en andere gebieden "hoge precisie", "hoge kwaliteit" en "ultraprecisie" toepassingskenmerken vereisen, worden er hogere eisen gesteld aan de kwaliteit van 3D-printpoeder van titaniumlegering. De kwaliteit van onderdelen voor additive manufacturing van titaniumlegeringen hangt nauw samen met de eigenschappen van metaalpoeder, waaronder poederdeeltjesgrootte, sfericiteit, vloeibaarheid, bulkdichtheid, enz.
Op basis van JR's observatie van de markt en de praktijk van de productie van 3D-printen van titaniumlegeringen op de lange termijn, gebruiken we vooral ultrafijn TC4-poeder van titaniumlegering voor 3D-printen en vormen volgens de speciale behoeften van gebruikers gedurende een lange tijd. materiaal fabricage veld.
De uitstekende uitgebreide mechanische eigenschappen van 3D-geprinte producten van titaniumlegering kunnen voldoen aan de prestatie-eisen van vliegtuigmotoren, en hun hoge specifieke sterkte en lichte gewicht bieden ondersteuning voor het verminderen van het bladgewicht; het eindproduct heeft een hoge thermische stabiliteit en oxidatieweerstand, wat de levensduur van het mes en het inspectie-interval kan verlengen; tegelijkertijd neemt het interieur van het onderdeel een holle structuur aan, die een grote ontwerpruimte heeft en meer diverse vormen kan realiseren om aan de behoeften van verschillende scenario's te voldoen.
3D-printen met titaniumlegering is een productvormende methode die veel wordt gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en op medisch gebied. Nadat het product is gevormd door selectieve lasersmelting (SLM) additive manufacturing-apparatuur, is de microstructuur van de verkregen onderdelen uniform en dicht en heeft deze de kenmerken van snelle stolling. De treksterkte, rekgrens en rek van de geprinte onderdelen zijn respectievelijk ongeveer 6-7 procent, 6-10 procent en 55-60 procent hoger dan die van de gesmede onderdelen. De geprinte onderdelen hebben een hoge interne maatnauwkeurigheid, hoge specifieke sterkte en matige mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen, zodat de onderdelen een goed draagvermogen en spanningsvermogen hebben, wat voldoet aan de eisen van veiligheidskritische toepassingen zoals de ruimtevaart.
Daarom zal het toepassingsperspectief van 3D-printtechnologie van titaniumlegering in de ruimtevaart en andere gebieden buitengewoon helder zijn!