Kunnen hoge - sterkteascomponenten worden afgedrukt met titaniumlegering?

一, 3D -printen met titaniumlegering: verder gaan dan de grenzen van standaardmaterialen
1. Samenwerken om hoge sterkte en ductiliteit mogelijk te maken
In typische metalen hebben sterkte en ductiliteit vaak een "wip" -verbinding, maar 3D -printen kan deze beperking doorbreken door de microstructuur te regelen. Bijvoorbeeld, het Chinese Academie van Wetenschappen en het Northeastern University Team gebruikte Girled Energy Deposition (Ded) -technologie om Ti ∝ Zr ₁ ₅nbval₀ te maken. De opbrengststerkte van de hoge entropielegering is 914 MPa en de fractuurverlenging is 27,4%. Dit is veel hoger dan het standaard gietmonster (835 MPa, 18,8%). Het belangrijkste deel ervan is:
Ontwerp van een heterogene structuur: wanneer kolomvormige kristallen en gelijkwaardig kristallen samenwerken om te vervormen, creëren ze een "veer - zoals" stressaanpassingsmechanisme in het materiaal. Dit houdt het materiaal sterk en geeft het ruimte om te vervormen.
De compositie uniform maken: de DED -methode koelt zeer snel af (10 ⁴ -10 ⁶ k/s), die elementscheiding stopt, de neerslag van gevaarlijke fase stopt en het stadium bepaalt voor geweldige mechanische kenmerken.
Dit soort materiaal is gebruikt in delen van luchtvaartmotorschachten en het vermogen om goed te werken bij hoge temperaturen (plastic spanning bereikt 67,6% na 600 graden) opent nog meer toepassingen voor titaniumlegeringen in zeer harde omstandigheden.
2. Pad naar het verbeteren van de prestaties van de vermoeidheidsweerstand
De belangrijkste maat voor de vermoeidheidsleven van asonderdelen is hun vermoeidheidsleven . 3 D -printen maakt dingen beter bestand tegen vermoeidheid door de volgende methoden te gebruiken:
Defectcontrole: met behulp van laserselectieve smelten (SLM) -technologie kunt u de waarschijnlijkheid van vermoeidheidsscheurinitiatie verlagen door scantactieken (dergelijke chequerboardscanning) te optimaliseren tot lagere porositeit van 0,8% tot 0,2% en interlayer non - fusion -defecten.
Beheer van restspanning: shot peening voegt -400 mpa resterende drukstress toe, waardoor aluminium lichtmetalen wielen drie keer langer duren. Dezezelfde methode kan worden gebruikt op titaniumlegeringsasonderdelen.
Proces van warmtebehandeling: Hot Isostatic Pressing (HIP) -behandeling kan van interne poriën afkomen en de vermoeidheidssterkte van de Ti6AL4V -legering laten gaan van 450MPa tot 620MPa.
2, Gebruik in de industrie: van het lab tot massaproductie
1. Aerospace: een model van hoe u lichtheid en functionaliteit kunt combineren
Het Airbus A350 Trailing Edge High Lift System heeft een titaniumlegering flexibele as die een mijlpaal is van 3D -geprinte asonderdelen. Liebherr Aerospace maakt dit onderdeel met behulp van titaniumpoederadditiefproductie en plaatst het in de actieve differentiële versnellingsbak van het flap -systeem. Dit leidt tot de volgende doorbraken:
Functie -integratie: het samenstellen van de zeven traditionele onderdelen in één, die het gewicht met 30% verlaagt en het 20% betrouwbaarder maakt.
Prestaties controleren: EASA -certificering heeft aangetoond dat 3D - gedrukte schachtonderdelen kunnen voldoen aan de luchtvaart - KRIJSTE Vermoeidheidslevensstandaarden, wat betekent dat ze tot 20 jaar kunnen duren.
Kostenoptimalisatie: 3D -printen met titaniumlegering gebruikt minder materiaal en kost 40% minder dan traditionele smeedmethoden.
2. Medische hulpmiddelen: aangepaste wijzigingen en compatibiliteit met biologische systemen
Op het gebied van orthopedische implantaten zijn titaniumlegering 3D -geprinte ascomponenten, inclusief heupgewrichtsstelen, gebruikt in klinische omgevingen. Sommige voordelen zijn:
Anatomisch aanpassingsvermogen: een aangepast ontwerp op basis van de CT -gegevens van de patiënt die stressafschermingseffecten verlaagt en botintegratie aanmoedigt.
Ontwerp van poreuze structuren: het creëren van biomimetische poreuze structuren door topologie -optimalisatie, waardoor ze niet alleen lichter worden, maar ook de botvorming versnelt. Een bedrijf heeft bijvoorbeeld een 3D - geprint kobaltchroomlegering kunstmatige gewricht die langer duurt dan 95% van de gesmede delen.
3. Auto's maken: de juiste balans vinden tussen hoge prestaties en lichtgewicht
In de wereld van hoge - prestatieauto's, titanium legering 3D -geprinte asonderdelen, zoals versnellingsbakas en ophangsystemen, nemen langzaam de plaats van staal. De BMW -groep gebruikt bijvoorbeeld 3D - gedrukte aluminiumlegering waterjacks en topologieoptimalisatie om ze 40% lichter te maken en meer dan 2000 uur duren.
Tesla test titaniumlegering 3D - gedrukte besturingsarmen in het ophangingssysteem van de cybertruc. Het heterostructuurontwerp maakt ze tegelijkertijd sterk en duurzaam.