Es wird normalerweise zur Herstellung von Modellen in den Bereichen Formenbau und Industriedesign verwendet und wird dann bei der schrittweisen Herstellung einiger Produkte verwendet. Einige Ersatzteile wurden bereits mit dieser Technologie hergestellt. Diese Technologie wird in den Bereichen Schmuck, Schuhe, Industriedesign, Architektur, Ingenieurwesen und Bau (AEC), Automobil, Luft- und Raumfahrt, Zahn- und Medizinindustrie, Bildung, geografische Informationssysteme, Bauingenieurwesen, Waffen usw. eingesetzt.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie leitet die Fertigungsindustrie kontinuierlich Innovationswellen ein. Das Titanlegierungsmaterial erhält aufgrund seiner hohen Festigkeit, geringen Dichte, guten Korrosionsbeständigkeit und guten Biokompatibilität große Aufmerksamkeit. Es wird häufig in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte usw. eingesetzt. Die 3D-Drucktechnologie aus Titanlegierungen bringt als führende Technologie eine tiefgreifende Reform in die Fertigungsindustrie.
Die Vorteile von Titanlegierungsmaterial im 3D-Druck
1.Hohe spezifische Festigkeit
Die Dichte von Titanlegierungen beträgt nur 60 % der von Stahl. Die Festigkeit von reinem Titan kommt der von gewöhnlichem Stahl nahe. Einige hochfeste Titanlegierungen übertreffen die Festigkeit vieler Baustahllegierungen. Daher ist die spezifische Festigkeit von Titanlegierungen (Festigkeit/Dichte) viel größer als die anderer Metallmaterialien, sodass dieses Material zur Herstellung von Teilen mit hoher Festigkeit, guter Steifigkeit und geringem Gewicht verwendet werden kann. Derzeit bestehen Flugzeugtriebwerkskomponenten, Skelette, Haut, Befestigungselemente und Fahrwerke alle aus Titanlegierungen.
2.Hohe Hitzeintensität
Die Betriebstemperatur von Titanlegierungen ist mehrere hundert Grad höher als die von Aluminiumlegierungen. Es kann lange Zeit bei 450 Grad -500 Grad arbeiten. Die Arbeitstemperatur der Aluminiumlegierung liegt unter 200 Grad.
3. Gute Korrosionsbeständigkeit
Die Titanlegierung kann in feuchter Atmosphäre und Meerwasser eingesetzt werden. Seine Korrosionsbeständigkeit ist viel besser als die von Edelstahl und es weist eine besonders hohe Beständigkeit gegenüber korrosivem Lochfraß, Säurekorrosion und Spannungskorrosion auf.
4. Leistung bei niedrigen Temperaturen
Titanlegierungen können ihre mechanischen Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen beibehalten. Beispielsweise kann TA7 einen gewissen Grad an Plastizität im -253-Grad aufrechterhalten. Es ist auch ein wichtiges Konstruktionsmaterial für niedrige Temperaturen.
Die Anwendung von Titanlegierungen im 3D-Druck
1. Luft- und Raumfahrt
In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden Bauteile aus der additiven Fertigung auf Titanbasis bereits für kommerzielle und militärische Zwecke eingesetzt. Die 3D-Drucktechnologie aus Titanlegierungen bietet Lösungen für die Herstellung leichter und hochfester Ersatzteile für die Luft- und Raumfahrt.
2.Medizinische Geräte
Im medizinischen Bereich wird die 3D-Drucktechnologie aus Titanlegierungen häufig für Knochenimplantate, Alveolarimplantate usw. eingesetzt. Jetzt wurden die speziell für den einzelnen Patienten entwickelten Implantate im 3D-Druck hergestellt. Aufgrund ihrer hochgradig personalisierten Eigenschaften passen sich die Medizinprodukte gut an die individuellen Unterschiede der Patienten an.
3. Automobilbau
Durch den Einsatz der 3D-Drucktechnologie aus Titanlegierungen beschleunigt der Automobilbereich die Forschung und Entwicklung neuer Autos, stellt die Leichtbaustruktur her und verbessert die Kraftstoffeffizienz. Gleichzeitig wurde diese Technologie zur Wartung und Individualisierung der Autoteile eingesetzt.
4. Energiefeld
Die 3D-Drucktechnologie aus Titanlegierungen ist in der Lage, wichtige Teile hocheffizienter Energieanlagen wie Gasturbinenschaufeln, Windenergieanlagen usw. herzustellen.
Zukünftiger Trend und Ausblick
Als fortschrittliche Fertigungstechnologie, eine Kombination aus Design und Fertigung, erregt die Titan-3D-Drucktechnologie große Aufmerksamkeit in allen Lebensbereichen und zeigt ihre breiten Anwendungsperspektiven in den anspruchsvollen Bereichen Luft- und Raumfahrt, Landesverteidigung und Militär, Biomedizin, Automobil und Hochgeschwindigkeit Schiene. Allerdings setzt es im Vergleich zur herkömmlichen Technologie relativ spät ein. Seine Entwicklungsgeschichte beträgt nur etwa 30 Jahre und liegt damit weit hinter anderen fortgeschrittenen Ländern der Welt. Beispielsweise ist die Umformeffizienz von Titanlegierungsteilen gering, die Genauigkeit kann kein hohes Maß an Präzision erreichen, die Kosten für Ausrüstung und Materialien sind hoch und die Probleme der industriellen und kommerziellen Anwendung im großen Maßstab sind nicht erkannt, insbesondere die Fehlerunterdrückung von Umformteilen. Derzeit bestehen in unserem Land immer noch Mängel im Prozess der Teileumformung. Die Erforschung von Kugel-, Riss-, Poren-, Wölbungsverformungen usw. befindet sich im Vorstadium. Es besteht dringender Forschungsbedarf.
- Im Hinblick auf das Material ist es erforderlich, die Herstellungsausrüstung und Produktionstechniken für neues sphärisches Titanlegierungspulver zu erforschen und zu entwickeln, die Qualität des Titanlegierungspulvers (Partikelgröße, Sphärizität, Fließfähigkeit, Gaseinschluss usw.) zu verbessern und weiter zu verbessern die Struktur und die mechanischen Eigenschaften von Teilen. Darüber hinaus werden die Kosten gesenkt, indem die Pulverausbeute sowie das Pulverrecycling und die Wiederverwendung verbessert werden.
- Im Hinblick auf die Ausrüstung geht es einerseits darum, die Umformeffizienz zu verbessern, die Umformgenauigkeit der Ausrüstung zu verbessern und die Kosten zu senken usw.; Auf der anderen Seite erforscht und entwickelt man große Druckgeräte in Industriequalität, um die Massenproduktion und -anwendung zu realisieren.
- Was den Testaspekt anbelangt, haben viele traditionelle zerstörungsfreie Prüfmethoden angesichts des Entwicklungstrends des 3D-Drucks in Richtung Großmaßstab, Komplexität und Präzision eine blinde Zone, sodass die Notwendigkeit besteht, neue zerstörungsfreie Prüfmethoden zu entwickeln. Online-Testtechnologie zur Überwachung von Struktur und Mängeln in Echtzeit ist einer der Schlüsselpunkte der Zukunft; Darüber hinaus ist es die breite Anwendungsbasis der 3D-Drucktechnologie, Standards für die zerstörungsfreie Prüfung zu etablieren und zu verbessern.
- Im technischen Aspekt geht es um die weitere Optimierung des Prozesses der 3D-Drucktechnologie, die Unterdrückung von Fehlern im Umformprozess und die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der geformten Teile. Die Kernprobleme des Entwicklungsgesetzes der inneren Spannung, des Verformungs- und Rissverhaltens sowie des Mechanismus von Defekten im Umformprozess müssen in Zukunft noch untersucht werden.