Štampanje legure titanijuma ima veliki potencijal

Nedavno su se materijali od legure titana koristili u mnogim popularnim proizvodima za pametne telefone. Na primjer, inovativni materijali kao što su srednji okvir od 99% titanijuma i šarke od titanijuma. Ranije se pojavilo i novo kućište od titanijuma, koje je postalo prvi Appleov mobilni telefon koji koristi titanijum za avijaciju. Titanijumska legura ima značajne prednosti u performansama i može bolje kombinovati karakteristike čvrstoće i tankosti, čime se smanjuje debljina i težina mobilnih telefona i poboljšava snaga. U budućnosti, ako se dalje probije u različite 3C brendove potrošačke elektronike i tipove proizvoda, očekuje se da će povećati potražnju za opremom od legura titanijuma, poliranja i 3D štampanja.

Rezultati pokazuju da 3D štampanje titanijumske legure ima jasan put smanjenja troškova i poboljšanja efikasnosti na osnovu lokalizacije sirovina i osnovnih komponenti i optimizacije veza za naknadnu obradu radi poboljšanja stope prinosa. Očekuje se da će tržišni prostor u potrošačkoj elektronici premašiti 10 milijardi juana, ili bi mogao postati budućnost 3D štampanja. Ključni pravci razvoja štampe.

Dok veliki proizvođači potrošačke elektronike koriste materijale od legura titanijuma, kombinacija 3D štampanja i legura titanijuma postala je novi trend u razvoju industrije. Materijali od legura titanijuma postali su važna opcija za potrošačke elektronske strukturne delove na osnovu svojih prednosti visoke čvrstoće i male težine. Legure titana su slabi provodnici toplote. Selektivni proces proizvodnje aditiva za lasersko topljenje izbjegava tradicionalne. Nedostaci suptraktivne proizvodnje mogu postati budućnost tehnologije obrade strukturnih dijelova od legure titanijuma.

Proizvodnja se kreće prema laganoj težini

3D štampa ima karakteristike kratkog proizvodnog ciklusa i mogućnosti obrade složenih oblika. 3D štampa je tehnologija koja se zasniva na datotekama digitalnog modela i slaže materijale koji se mogu lepiti sloj po sloj kako bi se izgradili realistični trodimenzionalni objekti. U poređenju sa tradicionalnim proizvodnim tehnologijama, 3D štampa ima prednosti uklanjanja kalupa, smanjenja otpada i smanjenja zaliha. Zašto koristiti 3D? Štampajte za izradu strukturnih dijelova od legure titana:

1. Teško je obraditi titanijumsku leguru. Titanijumska legura je loš provodnik toplote, a toplotna provodljivost TC4 je samo 7,96W/m·K, što je mnogo niže od nerđajućeg čelika i legure aluminijuma. To uzrokuje da legure titana lako akumuliraju toplinu tokom obrade i brzo se lokalno zagrijavaju, što ima negativan utjecaj na rezne alate i prinose obrade. Prema podacima Aibang Polymera, ukupna stopa izdržljivosti srednjih okvira mobilnih telefona napravljenih od materijala legure titanijuma je oko 30%-40%. , daleko niže od 80% srednjeg okvira od legure aluminijuma.

 

2. 3D štampa je pogodna za obradu legure titanijuma. SLM je aditivni proizvodni proces koji koristi lasersko topljenje metalnog praha za akumulaciju i integraciju sloj po sloj. Time se izbjegavaju nedostaci sečenja titanijumskih legura tehničkim putem; drugo, aditivna proizvodnja ima nisku osjetljivost na složene strukture. Stoga je sloboda dizajna velika, a lagana se može postići kroz više šupljih struktura.

3D štampa se može široko koristiti u opremi kao što je metalni titan, što može poboljšati prinos i smanjiti troškove u masovnoj proizvodnji. Široko ga favoriziraju industrije kao što su vojna industrija, liječenje i potrošačka elektronika, ali visoka cijena proizvodnje je glavni razlog koji ograničava njegovu široku primjenu. Tehnologija 3D štampanja koristi ljepljive materijale kao što su metal u prahu, keramika ili polimerni materijali za prolaz sloj po sloj. Štampanje i namještanje kontinuiranih slojeva različitih oblika za konstruiranje trodimenzionalnih objekata može riješiti bolne točke masovne proizvodnje tehnologije legure titanijuma i probleme oblikovanja materijala od legure titanijuma. Može pojednostaviti proizvodne procese kao što su topljenje i livenje, postići integrisano prelivanje i poboljšati prinose prerade legure titanijuma, formirajući budućnost Očekuje se da će se troškovi dodatno smanjiti nakon efekta razmjera.

Tržište 3D štampe ima ogroman prostor, a kinesko tržište brzo raste. Prema podacima, od 2021. do 2025. očekuje se da će se veličina globalnog tržišta 3D štampanja povećati sa 15,2 milijarde USD na 29,8 milijardi USD, uz prosječnu godišnju stopu rasta od 18%; od 2021. do 2024., očekuje se da će se veličina kineskog tržišta 3D štampanja povećati sa 26,2 milijarde američkih dolara na 50 milijardi juana, sa prosječnom godišnjom stopom rasta od 24%. Stopa rasta kineskog tržišta 3D štampanja nešto je veća od globalnog prosjeka.

U budućnosti će smanjenje troškova uglavnom dolaziti iz tri aspekta: domaća supstitucija sirovina i osnovnih komponenti i optimizacija veza za naknadnu obradu radi povećanja prinosa. Uzimajući u obzir pad cijena uzrokovan lokalizacijom sirovina u prahu i osnovnim komponentama, kao i poboljšanje prinosa, rezultati pokazuju da se očekuje da će cijena 3D štampanja pasti ispod 100 juana u 2023-2024.

Nedavno je međunarodni istraživački tim, uključujući australijski Royal Melbourne Institute of Technology i Univerzitet u Sidneju, kombinovao legure i procese 3D štampanja kako bi stvorio novu leguru titanijuma koja je jaka, ali nije lomljiva pod napetostima. Razvoj nove klase održivijih legura titanijuma visokih performansi za primenu u vazduhoplovstvu, biomedicini, hemijskom inženjerstvu, svemirskoj i energetskoj tehnologiji pruža nadu. Prema izvještajima, istraživački tim je koristio laserski usmjereno taloženje energije za štampanje svoje legure od metalnog praha, proces 3D štampanja pogodan za proizvodnju velikih i složenih dijelova. Kombinovali su koncept dizajna legure sa dizajnom procesa 3D štampanja i identifikovali niz legura koje su jake, duktilne i jednostavne za štampanje. Tim kaže da su atraktivna svojstva ovih novih legura uporediva sa onima komercijalnih legura.

 

U tradicionalnim proizvodnim procesima, legure titanil gvožđa suočavaju se sa dva izazova: jedan je da kiseonik može učiniti titanijum krhkim, a drugi je da dodavanje gvožđa može izazvati ozbiljne metalurške defekte i formirati velike komade titanijuma. Istraživači kažu da bi nova studija mogla pružiti predložak za ublažavanje ovih problema krtosti kisikom kroz 3D štampanje i mikrostrukturni dizajn.

 

Od ove godine, 3D štampani materijali od legure titanijuma su se pojavili u preklopnim mobilnim telefonima kako bi se postigao lagani dizajn. Trenutno su metalni strukturni dijelovi elektronskih proizvoda uglavnom izrađeni od nehrđajućeg čelika i legure aluminija. Težina prvih nije dominantna, dok je tvrdoća drugih prosječna. Iako legura titana ima prednosti u pogledu tvrdoće i težine, teško se obrađuje i ima nisku stopu popuštanja. Proces 3D štampanja može efikasno rešiti probleme oblikovanja materijala od legure titanijuma i bolnih tačaka tehničke masovne proizvodnje i poboljšati celokupno iskustvo proizvoda mobilnih telefona.

Zahvaljujući maloj gustoći, visokoj čvrstoći i otpornosti na koroziju legure titanijuma, doneće bolju izdržljivost i bolju otpornost na ogrebotine. Istovremeno, proizvodnja legure titanijuma će se kombinovati sa tehnologijom 3D štampanja kako bi se zadovoljile potrebe potrošača na personalizovan način, donela veća inovacija i sloboda dizajnu izgleda potrošačke elektronike i razbila ograničenja tradicionalne proizvodnje. Kako potražnja za personaliziranim proizvodima potrošačke elektronike raste, sve se više potrošača nada da će prilagoditi proizvode prema vlastitim preferencijama i potrebama. Putem 3D printanja, potrošači mogu birati različite izglede, materijale i funkcije kako bi prilagodili elektroničke proizvode i postigli bolje korisničko iskustvo.

3D štampa od legure titana

Pored poboljšanja stope prinosa, primena 3D štampanja u oblasti potrošačke elektronike takođe može pomoći da se efektivno smanje troškovi proizvodnje proizvoda i poboljša efikasnost. 3D štampa ne zahteva kalupe i mehaničku obradu. Može direktno pretvoriti nacrte dizajna u entitete, efikasno kreirati modele proizvoda za testiranje i evaluaciju, pojednostaviti proizvodni proces, smanjiti vremenske troškove i troškove montaže proizvodnje u tradicionalnom proizvodnom procesu i promovirati razvoj i inovacije. U isto vrijeme, aditivna proizvodnja se smatra proizvodnim procesom bez nadzora koji zahtijeva manje troškove rada. Oblikuje se u jednom potezu, smanjujući otpadni materijal i poboljšavajući korištenje materijala, što također pomaže u smanjenju troškova materijala.

 

Posljednjih godina tržište 3D printanja je brzo raslo. Prema statistikama, globalni prihod od 3D štampanja proizvodnih proizvoda i usluga dostići će približno 18 milijardi američkih dolara u 2022. godini, što je povećanje od 18% u odnosu na prethodnu godinu. Industrija 3D štampanja zadržala je dvocifreni trend rasta već 25 uzastopnih godina. Prema medijskim izvještajima, Apple aktivno usvaja tehnologiju 3D printanja. Upotreba 3D štampe može skratiti vrijeme proizvodnje kompanije i smanjiti troškove proizvodnje.