Die Ausrüstung und Materialien von Metall-3D-Druckern haben weltweit 1 Milliarde US-Dollar erreicht. Obwohl der Ausgabewert im Vergleich zum 3D-Kunststoffdruck nur etwa 10 Prozent beträgt, wird erwartet, dass der Metall-3D-Druck bis Ende 2022 eine Größenordnung von 10 Milliarden erreichen wird Metall 3D-Druck? Wie ist der Stand seiner Forschung? Wie sieht es mit den Anwendungsperspektiven in der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen aus?
Forschungsstand der 3D-Drucktechnologie aus Titanlegierungen
In den letzten Jahren ist die 3D-Druck-Fertigungstechnologie für kundenspezifische Funktionsteile mit der rasanten Entwicklung von Titanlegierungs-Direktfertigungstechnologien wie Laser Selective Melting (SLM) und Electron Beam Selective Melting (EBSM) Fertigung immer ausgereifter geworden. Das Formen, Verarbeiten und Bestücken von kundenspezifischen Funktionsteilen aus Werkstoffen ist zu einem Forschungsschwerpunkt geworden.
Selektives Laserschmelzen SLM bezieht sich auf das Bestrahlen von Titanlegierungspulver mit einem Laserstrahl unter dem Schutz von Argon- oder Stickstoffgas. Das Titanlegierungspulver schmilzt und verfestigt sich schnell nach dem Absorbieren der Laserenergie, wodurch dichte Strukturen und hochpräzise Funktionsteile aus Titanlegierung geschmolzen und verbunden werden. Es ist das am häufigsten verwendete 3D-Druckverfahren für Titanlegierungen für Forschung und Produktion im In- und Ausland.
Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen
In Bezug auf das Anwendungsgebiet der 3D-Drucktechnologie mit Titanlegierungen hat sich der 3D-Druck mit Titanlegierungen in den letzten Jahren in den Bereichen Luft- und Raumfahrt und Medizin rasant entwickelt. Die am weitesten verbreiteten Szenarien konzentrieren sich hauptsächlich auf hochpräzise Luft- und Raumfahrtteile, Zahnmedizin und menschliche Knochen. Bei den Materialien handelt es sich hauptsächlich um Biomaterialien mit guter Verträglichkeit mit menschlichem Gewebe, wie Titanlegierungen und Edelstahl. Kürzlich implantierte das Expertenteam für Thoraxchirurgie des Union Medical College Hospital erfolgreich eine „maßgeschneiderte“ 3D-gedruckte Brustbeinrippe aus Titanlegierung, und die verletzte Person trug eine „Rüstung“ aus Titanlegierung, um den neuen Brustkorb neu zu formen.
Die direkte Herstellung von Teilen aus Titanlegierungen entwickelt sich im Bereich des 3D-Drucks rasant. Die Verwendung von Metallpulver-SLM-Geräten zum direkten Drucken und Herstellen von Titanlegierungsteilen löst das kreative Problem kleiner Chargen und der kundenspezifischen Anpassung in der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen, da sie mit traditionellen Methoden komplizierte Teile verarbeiten kann, die schwierig oder sogar unmöglich zu verarbeiten sind, also beispiellos Vorteile im direkten Druck von Produktionsteilen.
Da Teile in Luft- und Raumfahrt, Luftfahrt, Medizin und anderen Bereichen „hochpräzise“, „hochwertige“ und „ultrapräzise“ Anwendungseigenschaften erfordern, werden höhere Anforderungen an die Qualität des 3D-Druckpulvers aus Titanlegierung gestellt. Die Qualität von Teilen aus der additiven Fertigung aus Titanlegierungen hängt eng mit den Eigenschaften des Metallpulvers zusammen, einschließlich Pulverpartikelgröße, Sphärizität, Fließfähigkeit, Schüttdichte usw.
Basierend auf der Marktbeobachtung von JR und der langjährigen Herstellungspraxis für den 3D-Druck von Titanlegierungen verwenden wir seit langem besonders ultrafeines TC4-Titanlegierungspulver für den 3D-Druck und das Formen gemäß den besonderen Bedürfnissen der Benutzer. Bereich Materialherstellung.
Die hervorragenden umfassenden mechanischen Eigenschaften von 3D-gedruckten Produkten aus Titanlegierung können die Leistungsanforderungen von Flugtriebwerken erfüllen, und ihre hohe spezifische Festigkeit und ihr geringes Gewicht unterstützen die Reduzierung des Blattgewichts; Das fertige Produkt hat eine hohe thermische Stabilität und Oxidationsbeständigkeit, wodurch die Lebensdauer der Klinge und das Inspektionsintervall verlängert werden können. Gleichzeitig nimmt das Innere des Teils eine hohle Struktur an, die einen großen Gestaltungsraum bietet und vielfältigere Formen realisieren kann, um den Anforderungen verschiedener Szenarien gerecht zu werden.
Der 3D-Druck mit Titanlegierungen ist eine produktbildende Methode, die in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin weit verbreitet ist. Nachdem das Produkt durch additive Fertigungsanlagen für selektives Laserschmelzen (SLM) geformt wurde, ist die Mikrostruktur der erhaltenen Teile gleichmäßig und dicht und weist die Eigenschaften einer schnellen Erstarrung auf. Die Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung der gedruckten Teile sind etwa 6-7 Prozent, 6-10 Prozent und 55-60 Prozent höher als die der geschmiedeten Teile. Die gedruckten Teile haben eine hohe innere Maßhaltigkeit, eine hohe spezifische Festigkeit und mäßige mechanische Hochtemperatureigenschaften, sodass die Teile eine gute Tragfähigkeit und Belastbarkeit aufweisen, was den Anforderungen sicherheitskritischer Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt entspricht.
Daher sind die Anwendungsaussichten der 3D-Drucktechnologie mit Titanlegierungen in der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen äußerst rosig!