Које су карактеристике перформанси штапова за легуре титанијум-а посебно дизајниране за 3Д штампање
Код велике производње 3Д технологија штампања прераспоређује традиционалне индустријске парадигме са својим ометајућим предностима "интегрисаног дизајна и производње". Као један од основних материјала за адитивну производњу, штапове за легуре титанијум-а, са њиховом јединственом комбинацијом својстава, постали су "стратешки материјал" у ваздухопловству, биомедицинској, енергетској опреми и другим пољима. Од контроле микро-житарица до оптимизације макро-структурне топологије, пробоји перформанси 3Д штампане лилу за легуре титанијум-а возе производњу индустрије према већој прецизности, већу ефикасност и већу одрживост.
Механичка својства: тродимензионална синергија чврстоће, жилавости и лагане тежине
Прецизним топљењем базена и јединствени механизам за прочишћавање житарица, 3Д-штампане палозе за легуре титанијум-а постижу значајно побољшање механичких својстава. У погледу снаге, њихова затезна чврстоћа може достићи 900-1200 МПа, далеко преко нивоа 800-900 МПА нивоа традиционалних легура титанијума, уз одржавање издужења од 60-70%, што показује одличну равнотежу снаге и жилавости. Ова карактеристична стабљика из фине једнаке кристалне структуре формирана су током брзог очвршћивања током 3Д штампања, као и ефекат јачања дислокације које је створио слагање по слојни слојама. Ово побољшава отпорност материјала на покретање и ширење када се подвргне сложеним оптерећењима.
Лагана је једна од основних предности Титаниум Легура, а 3Д штампање даље појачава ову предност. Кроз тополошку оптимизацију, слагање високе густине постиже се на критичним локацијама, док су у шупљивим или решетким структурама запослене у нетрпљењујућим подручјима, смањујући густину на испод 4,4 г / цм³ (у поређењу са 4,5 г / цм³ (у поређењу са 4,5 г / цм³ (у поређењу са 4,5 г / цм³ (у поређењу са 4,5 г / цм³). Овај концепт дизајна материјала "на захтев" чини 3Д-штампане барове легуре титанијум-а незаменљиве у апликацијама као што су ваздухолатно и аутомобилски лагани.
Биокомпатибилност: Свеобухватна оптимизација из модификације површине до интринзичних перформанси
Биоинертност титанијум легура чини га пожељним материјалом за медицинске имплантете . 3 Д штампање значајно повећава његову биокомпатибилност кроз вишеструку структурну контролу и површинску функционалну функционализацију. На микроскопском нивоу, 3Д штампање може прецизно контролисати површинску храпавост материјала (РА вредност 0,5-2μм), промовисање адхезије и пролиферације остеобласта. На наносцале-у, Тиоу Наночестица формирана током процеса ласерског топљења побољшавају површински антибактеријска својства материјала, смањујући ризик од постоперативне инфекције.
Оно што је још важније, еластични модул легура од 3Д штампаних титанијум-а (100-120 ГПА) може се даље смањити на у близини кортикалне костијске кости (10-30 ГПА) кроз дизајн структуре решетке, ефикасно ублажавајући "ефекат стреса" проузроковано неусклађивањем модула у традиционалним металним имплантатима и промовишу регенерацију костију. Поред тога, 3Д процес штампања елиминише композициона сегрегација која се види у традиционалном ливењу или ковању, што је резултирало уједначеном расподјели елемената попут алуминијума и ванадијума у оквиру материјала, избегавајући цитотоксичност узроковану обогаћивањем локализованим елеменатом и пружањем сигурнијег материјала за дугорочну имплантацију.
Прилагодљивост екстремног окружења: Свеобухватна покривеност отпорности на високим температурама, отпорност на корозију и жилавост са ниским температурама
Отпорност на високу температуру легура титанијум-а значајно је побољшана 3Д штампањем. Оптимизирањем легура (као што је додавање елемената попут молибден и ниобиум) и контрола штампаних параметара, 3Д-штампане титанијумске легуре могу радити на температурама до 600 степени у продуженим периодима, па чак и краткорочна употреба на температурама до 800 степени, а намршти се на температури до 800 степени. Ова карактеристика их чини идеалним за апликације са високим температурама као што су компоненте са хот-енд-енд-ем-ом и ракетним млазницама.
У погледу отпорности на корозију, густог оксидног филма (приближно 2-10 нМ дебљине) наравно формира се на површини 3Д-штампаних легура титанијум-а ефикасно опире киселини, алкали и соли. У 3,5% НаЦл раствору, стопа корозије је мања од 0,001 мм / године, надмашује 0,01 мм / годину од нехрђајућег челика од 316Л. Још важније, 3Д процес штампања елиминише микроскопске недостатке (као што су шупљине и пукотине) који се налазе у традиционалном ковању, додатно смањујући продирање стаза корозивних медија и проширивање животног века материјала на више од 30 година у оштром окружењима и хемијским реакторима. Cryogenic toughness is another major advantage of titanium alloys. 3D printing technology, by controlling grain orientation and phase composition, enables titanium alloys to maintain excellent toughness (impact energy > 20J) even at -253℃in liquid nitrogen, meeting the requirements of low-temperature applications such as deep space exploration and liquefied natural gas storage and transportation.
Прилагодљивост процеса производње: двоструки пробој у сложеним структурама и употреби материјала
Основна предност 3Д технологије штампања налази се у превазилажењу ограничења традиционалне обраде, омогућавајући израду слободних структура сложених конструкција {{1} Д штампање за интегрално формирање барова на легуру титанијум-а, унутрашњим каналима протока, унутрашњим каналима протока и решетким структурама, и решеткима, и решетким структурама, и решеткама, и решеткастим методама и решеткама. На пример, лагане структуре дизајниране кроз оптимизацију топологије могу смањити употребу материјала за 30% -50% уз одржавање механичких својстава. МИЦРОЦХАННЕЛ ЦОПЛИГИНГ Структуре могу повећати ефикасност размене топлоте за преко 50%, испуњавајући захтеве за расипацијом топлоте високих топлотних апликација као што су водоотпредни мотори и електронски чипови. У погледу коришћења материјала, процес кревета у праху (СЛМ / ЕБМ) за 3Д штампање титанијум-а може постићи стопу употребе материјала који прелази 95%, значајно веће од традиционалне ковања (30% -50%) и ЦНЦ сечење (10% -50%) и ЦНЦ сечење (10% -20%) и ЦНЦ-јекљиво сече. Поред тога, природа 3Д штампања у близини 3Д-а смањује следеће кораке прераде, скраћујући једнодијелни производ за производњу на једну трећину до петине тог од традиционалних процеса, испуњавајући флексибилне производне потребе малих серија и производа са великим сортима.
Одрживост: Дубина интеграција зелене производње и управљање целокупним животним циклусом
ТИТАНИУМ АЛЛОИ 3Д технологија штампања успоставља систем производње ниског угљеника кроз рециклирање прашка и оптимизацију енергије. У погледу рециклаже материјала, немиљени титански легурни прах се може поново користити након прегледа и тестирања, а брзина опоравка прелази 90%, значајно смањује зависност од примарне титанијумске руде. Што се тиче потрошње енергије, док процес СЛМ троши већу енергију по јачини јединице (приближно 0,5 кВх / цм³) него традиционално ковање (0,2 кВх / цм³), његов високи начин коришћења материјала и смањени кораци обраде смањују укупну потрошњу у животну енергију за 40% -60%.
Оно што је још важније, дуготрајне карактеристике 3Д-штампаних легура титанијума (отпорност на корозију и умор) продужавају свој циклус одржавања на преко 10 година, смањење укупних трошкова животног циклуса за 30% -50% у поређењу са традиционалним материјалима. Комбиновање дигиталног дизајна (као што је структурална оптимизација АИ-а), интелигентна производња (као што је мулти-ласерска колаборативно штампање) и системи за рециклажу затворених петља, титанијум легуре 3Д штампање постаје основни пут до постизања неутралности угљеника у производњи хигх-енд-а.
Од контроле микро-житарица на интеграцију макро системског система, пробоји перформанси 3Д-штампане барове од легуре титанијумских барова у производњи индустрије ка "слободи дизајна, интелигентне производње и функционализацији материјала." Може се предвидјети да је покренут циљем неутралности угљеника, ова технологија ће постати језграни мотор за постизање троструких циљева "лагане циљеве" лагане, високе перформансе и одрживости "на врхунским опремима, биомедицином, новом енергетском и другим областима, пружајући јачу материјалну подршку људском простору за људско и екстремно окружење.
