معمولاً برای ساخت مدلها در زمینههای قالبسازی و طراحی صنعتی استفاده میشود و سپس در برخی از محصولات به تدریج تولید میشود. برخی از قطعات یدکی قبلاً با این فناوری تولید شده است. این فناوری در جواهرات، کفش، طراحی صنعتی، مهندسی معماری و ساخت و ساز (AEC)، خودرو، هوافضا، صنایع دندانپزشکی و پزشکی، آموزش، سیستم اطلاعات جغرافیایی، مهندسی عمران، اسلحه و غیره استفاده شده است.
با توسعه مداوم فناوری، صنعت تولید به طور مداوم موج های نوآوری را آغاز می کند. مواد آلیاژ تیتانیوم به دلیل استحکام بالا، چگالی کم، مقاومت در برابر خوردگی خوب و زیست سازگاری خوب بسیار مورد توجه قرار می گیرد. این به طور گسترده در زمینه های هوافضا، تجهیزات پزشکی و غیره استفاده می شود. فناوری چاپ سه بعدی آلیاژ تیتانیوم در حال ایجاد اصلاحات عمیق در صنعت تولید به عنوان یک فناوری پیشرو است.
مزایای مواد آلیاژ تیتانیوم در چاپ سه بعدی
1. استحکام ویژه بالا
چگالی آلیاژهای تیتانیوم تنها 60 درصد فولاد است. استحکام تیتانیوم خالص نزدیک به استحکام فولاد معمولی است. برخی از آلیاژهای تیتانیوم با استحکام بالا از استحکام بسیاری از فولادهای آلیاژی ساختاری فراتر می روند. بنابراین، استحکام ویژه آلیاژهای تیتانیوم (استحکام / چگالی) بسیار بیشتر از سایر مواد فلزی است، بنابراین می توان از این ماده برای ساخت قطعات با استحکام واحد بالا، استحکام خوب و وزن سبک استفاده کرد. در حال حاضر اجزای موتور هواپیما، اسکلت ها، پوست، بست ها و ارابه های فرود همگی از آلیاژ تیتانیوم ساخته شده اند.
2. شدت حرارت بالا
دمای عملیاتی آلیاژ تیتانیوم چند صد درجه بالاتر از آلیاژ آلومینیوم است. می تواند در 450 درجه -500 درجه برای مدت طولانی کار کند. دمای کار آلیاژ آلومینیوم زیر 200 درجه است.
3. مقاومت در برابر خوردگی خوب
آلیاژ تیتانیوم می تواند در محیط مرطوب و آب دریا کار کند. مقاومت در برابر خوردگی آن بسیار بهتر از فولاد ضد زنگ است و به ویژه در مقاومت در برابر سوراخ شدن خورنده، خوردگی اسیدی و خوردگی تنشی قوی است.
عملکرد دمای پایین 4
آلیاژ تیتانیوم می تواند خواص مکانیکی خود را در دمای پایین حفظ کند. به عنوان مثال، TA7 می تواند درجه خاصی از پلاستیسیته را در -253 درجه حفظ کند. همچنین یک ماده ساختاری با دمای پایین مهم است.
کاربرد آلیاژهای تیتانیوم در پرینت سه بعدی
1. هوافضا
در صنعت هوافضا، قطعات تولیدی افزودنی مبتنی بر تیتانیوم تا کنون برای مقاصد تجاری و نظامی استفاده شده است. فناوری چاپ سه بعدی آلیاژ تیتانیوم راه حل هایی برای تولید قطعات یدکی سبک وزن و با استحکام بالا برای حوزه هوافضا ارائه می دهد.
2-دستگاه های پزشکی
در زمینه پزشکی، فناوری چاپ سه بعدی آلیاژ تیتانیوم به طور گسترده در ایمپلنت های استخوان، ایمپلنت آلوئولی و غیره استفاده می شود. اکنون ایمپلنت های طراحی شده ویژه برای هر بیمار با پرینت سه بعدی ساخته شده اند. ویژگی بسیار شخصی آن باعث می شود که دستگاه های پزشکی برای تفاوت های فردی بیماران به خوبی مناسب باشند.
3-تولید خودرو
با استفاده از فناوری پرینت سه بعدی آلیاژ تیتانیوم، زمینه خودرو به تحقیق و توسعه خودروهای جدید سرعت می بخشد، ساختار سبک وزن را تولید می کند و راندمان سوخت را بهبود می بخشد. در عین حال از این فناوری برای نگهداری و سفارشی سازی قطعات خودرو استفاده شده است.
4. میدان انرژی
فناوری پرینت سه بعدی آلیاژ تیتانیوم قادر به ساخت قطعات کلیدی تجهیزات انرژی با کارایی بالا مانند پره های توربین گاز، تجهیزات انرژی باد و غیره است.
روند و چشم انداز آینده
به عنوان یک فناوری ساخت پیشرفته، مجموعه ای از طراحی و ساخت، فناوری چاپ سه بعدی تیتانیوم توجه گسترده ای را به خود جلب می کند و چشم انداز کاربرد گسترده خود را در زمینه های پیچیده هوافضا، دفاع ملی و نظامی، زیست پزشکی، خودرو و سرعت بالا نشان می دهد. راه آهن با این حال، در مقایسه با تکنولوژی سنتی نسبتا دیر شروع می شود. تاریخ توسعه آن تنها حدود 30 سال است که با سایر کشورهای پیشرفته دنیا فاصله زیادی دارد. به عنوان مثال، راندمان شکل دهی قطعات آلیاژی تیتانیوم پایین است، دقت نمی تواند به سطح بالایی از دقت برسد، هزینه تجهیزات و مواد بالا است و مشکلات کاربرد صنعتی و تجاری در مقیاس بزرگ محقق نشده است، به ویژه رفع نقص قطعات تشکیل دهنده در حال حاضر ایرادات هنوز در روند شکل گیری قطعات در کشور ما وجود دارد. تحقیقات کروی، ترک، منافذ، تغییر شکل تاب خوردگی و غیره در مرحله مقدماتی است. تحقیقات زیادی به فوریت مورد نیاز است.
- از نظر مواد، نیاز به تحقیق و توسعه تجهیزات ساخت و تولید تکنیک های جدید پودر آلیاژ تیتانیوم کروی، بهبود کیفیت پودر آلیاژ تیتانیوم (اندازه ذرات، کروی، سیالیت، گنجاندن گاز و غیره) و بهبود بیشتر است. ساختار و خواص مکانیکی قطعات علاوه بر این، با بهبود عملکرد پودر و بازیافت پودر و استفاده مجدد، هزینه را کاهش می دهد.
- در بعد تجهیزات، از یک سو، افزایش راندمان شکل دهی، دقت شکل گیری تجهیزات و کاهش هزینه و غیره؛ از سوی دیگر، تحقیق و توسعه تجهیزات چاپ گرید صنعتی بزرگ برای تحقق تولید و کاربرد انبوه.
- در جنبه آزمایشی، با روند توسعه چاپ سه بعدی به سمت مقیاس بزرگ، پیچیدگی و دقت، بسیاری از روش های آزمایش غیر مخرب سنتی دارای منطقه کور هستند، بنابراین نیاز به توسعه روش های آزمایش غیر مخرب جدید وجود دارد. فناوری تست آنلاین نظارت بر ساختار و عیوب در زمان واقعی یکی از نکات کلیدی در آینده است. علاوه بر این، اساس کاربرد گسترده فناوری چاپ سه بعدی برای ایجاد و بهبود استانداردهای آزمایش غیر مخرب است.
- در بعد تکنیکی، بهینه سازی بیشتر فرآیند فناوری پرینت سه بعدی، رفع عیوب در فرآیند شکل دهی و بهبود خواص مکانیکی قطعات تشکیل شده. مشکلات کلیدی قانون تکامل تنش داخلی، تغییر شکل و رفتار ترک خوردگی، و مکانیسم نقص در فرآیند شکلدهی، هنوز نیاز به مطالعه در آینده دارند.