Vai veidņu rūpniecība izmantos titāna sakausējumu 3D drukāšanai?

一, 3D drukāšanas tehnoloģiskās priekšrocības, izmantojot titāna sakausējumu un cik labi tā darbojas ar pelējuma vajadzībām
1. Spēja izgatavot sarežģītas konstrukcijas
Katru dienu veidņu nozarei ir nepieciešami arvien sarežģītāki iekšējie plūsmas kanāli un vieglas režģu konstrukcijas. Tomēr standarta apstrādes metodes ierobežo instrumentu ceļi un veidņu dizains, kas apgrūtina augstas-precizitātes sarežģītu konstrukciju izveidi. Izmantojot titāna sakausējuma 3D drukāšanu, varat sakraut materiālus slāni pa slānim, lai izveidotu trīsdimensiju modeļus. Tas ļauj izveidot iekšējos kanālus,{6}}plānas sienas un neregulārus dzesēšanas kanālus, ko nevar izmantot vecākām metodēm. Piemēram, iesmidzināšanas veidnēs konformāli dzesēšanas kanāli var samazināt iesmidzināšanas ciklu par 30% līdz 50% un uzlabot produkta ražu. Titāna sakausējumiem, piemēram, XM-7 veidņu tēraudam, ir augsta siltumvadītspēja — 30 W/(m · K), kas padara tos vēl labāku dzesēšanu un padara tos lieliski piemērotus augstākās klases veidnēm.
2. Materiāla veiktspējas priekšrocības
Titāna sakausējumi ir spēcīgi un viegli, tāpēc veidnes var kalpot ilgāk un būt vieglāk lietojamas. Piemēram, 1.2709 (18Ni300) martensīta novecošanas tērauda stiepes izturība ir 2000 MPa un cietība 50–52 HRC. Tas ir piemērots augstas-sprieguma spiedes-liešanas veidnēm un kalpo vairāk nekā trīs reizes ilgāk nekā parastais H13 tērauds. Turklāt titāna sakausējumu izturība pret koroziju (piemēram, 316L nerūsējošā tērauda stabilitāte mitrās situācijās) var samazināt veidņu tīrīšanas reižu skaitu un laika gaitā samazināt to lietošanas izmaksas.
3. Personalizēšana un ātras izmaiņas
Lielāko daļu laika veidņu izgatavošana nozīmē daudz eksperimentu un izmaiņu veikšanu, un tradicionālās metodes aizņem daudz laika un maksā daudz. Digitālos modeļus var izmantot, lai tieši izveidotu titāna sakausējuma 3D drukāšanu, un veidņu prototipu izgatavošanu un pārbaudi var veikt tikai dažu dienu laikā. Tas samazina laiku, kas nepieciešams pētniecības un izstrādes veikšanai. Piemēram, uzņēmums, kas ražo automašīnu detaļas, izmanto titāna sakausējuma 3D drukāšanu, lai saīsinātu veidņu izveidošanas laiku no 8 nedēļām līdz 2 nedēļām un padarītu veidnes par 30% vieglākas, projektējot tās ar režģa struktūru. Tas ietaupa enerģiju un padara procesu vieglāk vadāmu.
2, izplatītākie veidi, kā titāna sakausējuma 3D drukāšana tiek izmantota veidņu rūpniecībā
1. Veidnes injekcijām
Tā kā titāna sakausējumam ir augsta siltumvadītspēja un tas ir izturīgs pret koroziju, tas ir labākais materiāls iesmidzināšanas veidnēm. Piemēram, automašīnu salona veidnēs veidnes, kas izgatavotas, izmantojot 316 L nerūsējošā tērauda pulveri un SLM tehnoloģiju, kā arī konformālu dzesēšanas ūdens kanālu dizainu, samazina iesmidzināšanas liešanas ciklu no 120 sekundēm līdz 75 sekundēm un palielina ražības līmeni līdz 98%. Turklāt titāna sakausējuma veidnes lieliski nopulē virsmas, kas ir svarīgi, lai izgatavotu augstas-precizitātes izstrādājumus, piemēram, optiskās lēcas.
2. Veidnes liešanai spiedienā
Liešanas veidnēm ir jāspēj izturēt augstas -temperatūras metāla šķidruma eroziju un termiskās slodzes ciklus. Titāna sakausējumu izturība pret termisko plaisāšanu un nodilumu var ievērojami palielināt veidnes kalpošanas laiku. Pēc termiskās apstrādes alumīnija sakausējuma liešanas veidnei, kas apdrukāta ar 1.2709 pulveri, ir 50 HRC cietība, un tā saglabājas strukturāli stabila pēc 60 000 liešanas cikliem. Tas ir par 200% ilgāks kalpošanas laiks, salīdzinot ar tipiskām H13 tērauda veidnēm.
3. Veidne gumijas riepām
Titāna sakausējuma nodilumizturība un termiskā stabilitāte var uzlabot gumijas veidņu precizitāti, ja tās izmanto modeļu veidošanai. CX (Corrax) nerūsējošā tērauda pulvera veidnei, kas izgatavota ar SLM tehnoloģiju, pulēšanas veiktspēja ir A2. Režģa atbalsta struktūra samazina veidnes svaru par 30% un uzlabo raksta atveidošanas precizitāti līdz 0,01 mm, kas ir nepieciešams augstākās klases riepām.
4. Formas zālēm
Fakts, ka titāna sakausējums ir bioloģiski saderīgs, nodrošina tam īpašu priekšrocību medicīnisko veidņu jomā. Piemēram, 3D drukātas titāna sakausējuma kaulu plākšņu veidnes var pielāgot katram pacientam, veidojot veidņu modeļus tieši no viņu CT datiem. Tas samazina laiku, kas nepieciešams, lai sagatavotos operācijai, un padara implantus pielāgojamākus.
3, problēmas, ar kurām saskaras titāna sakausējuma 3D drukāšana veidņu biznesā
1. Materiālu izmaksas ir augstas
Titāna sakausējuma pulvera izmaksas ir daudz augstākas nekā parastā veidņu tērauda cena. Piemēram, 1,2709 pulveris maksā aptuveni 800 juaņas par kilogramu, kas ir trīs reizes vairāk nekā 316 litri pulveris, kas maksā 260 juaņas par kilogramu. Titāna sakausējuma veidnes kalpo ilgāk, taču to izgatavošanas lielie izdevumi, pirmkārt, apgrūtina to izmantošanu lielā mērogā.
2. Procesa stabilitāte un problēmu novēršana
Ir problēmas ar titāna sakausējumu 3D drukāšanu, piemēram, sferoidizācija, plaisas un porainība, kas padara veidni mazāk efektīvu. Piemēram, SLM tehnoloģijā, ja pulveris neplūst pietiekami labi, slāņi nebūs labi savienoti, un komponentiem ir jābūt labākiem, mainot drukāšanas iestatījumus (piemēram, lāzera jaudu un skenēšanas ātrumu) un pēcapstrādi (piemēram, karsto izostatisko presēšanu).
3. Aprīkojuma un pēcapstrādes-izmaksas
Augstākās kvalitātes-titāna sakausējuma 3D printeri, piemēram, EOS M400-4, maksā vairāk nekā 10 miljonus juaņu, un tiem ir nepieciešama inertās gāzes aizsardzības sistēma un precīza temperatūras kontroles ierīce. Tas padara tos daudz grūtāk izmantot. Arī titāna sakausējuma veidnes ir jāapstrādā pēc to izgatavošanas, kas palielina izmaksas un laiku, kas nepieciešams to izgatavošanai.