一種新興的技術(shù),挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的制造方法。但是,如果要廣泛使用添加技術(shù),則必須考慮添加制造零件的腐蝕行為。
在過去的幾十年中,在優(yōu)化打印設(shè)備(包括高度可靠的激光,廉價(jià)的高性能計(jì)算硬件和軟件)方面已產(chǎn)生了巨大的影響。當(dāng)前,與其他制造技術(shù)相比,金屬3D打印因其在生產(chǎn)金屬材料方面的*特優(yōu)勢而受到關(guān)注。
讓我們以鈦基合金為例。由于鈦將高性能零件的廣泛工業(yè)應(yīng)用與高加工成本,硬模制和常規(guī)加工的長交貨時(shí)間結(jié)合起來,因此鈦和鈦合金在增材制造技術(shù)方面引起了較大的關(guān)注在鈦合金中,Ti6Al4V是用于許多工程零件和生物醫(yī)學(xué)植入物的較廣泛使用的材料。
該材料具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力,并且具有高延展性。這些功能使其非常適合在多個(gè)行業(yè)中實(shí)施。3D打印鈦有很多好處。
對于航空航天應(yīng)用,使用鈦和3D打印組件通常有助于降低購買率。源自航空航天工業(yè)的術(shù)語是指較初購買的物料的重量與成品重量之間的相關(guān)性。
例如,在傳統(tǒng)制造中,鈦飛機(jī)零件的買進(jìn)/賣出比例可以在12:1到 25:1之間。這意味著您需要12-25公斤的原材料才能生產(chǎn)1公斤的零件。在這種情況下,較多可以處理90%的材料。
金屬3D打印可以將鈦的比例從3:1減少到12:1。這是因?yàn)榻饘?D打印機(jī)通常僅使用制造零件所需的材料量,并且支撐結(jié)構(gòu)幾乎不會產(chǎn)生浪費(fèi)。對于昂貴的材料(例如鈦),降低采購成本比節(jié)省成本非常重要。
由于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化,增材制造還可以增強(qiáng)鈦的輕質(zhì)性能。工程師使用拓?fù)鋬?yōu)化軟件設(shè)置某些要求,例如載荷和剛度約束,然后讓軟件工具優(yōu)化初始設(shè)計(jì)以滿足這些要求。
通過這種優(yōu)化,可以從設(shè)計(jì)中刪除所有不必要的材料,從而創(chuàng)建一個(gè)輕便而堅(jiān)固的組件。拓?fù)鋬?yōu)化的設(shè)計(jì)通常只能在增材制造技術(shù)的幫助下進(jìn)行制造。
航空航天業(yè)尤其珍惜這一優(yōu)勢,因?yàn)檩p量化的3D打印鈦金屬零件可減輕重量并改善飛機(jī)性能。盡管鈦3D打印具有很多優(yōu)勢,但仍需要考慮一些挑戰(zhàn)。
1. 首先是需要制定將鈦與添加劑技術(shù)一起使用的標(biāo)準(zhǔn)。一些公司已經(jīng)朝這個(gè)方向采取了措施。
2. *二個(gè)挑戰(zhàn)是鈦粉的高成本。例如,針對3D打印優(yōu)化的鈦粉價(jià)格在300美元到600美元之間。鈦3D打印已成為航空航天,醫(yī)藥和汽車領(lǐng)域的一項(xiàng)有**的技術(shù)。
主要原因是鈦的優(yōu)越性能與減少3D打印中的浪費(fèi)并創(chuàng)建復(fù)雜而輕巧的設(shè)計(jì)的能力相結(jié)合。
將來,隨著鈦成本的下降和更多應(yīng)用的發(fā)現(xiàn),鈦3D打印將成為廣泛行業(yè)的理想制造替代方案。
詞條
詞條說明
自從1790年發(fā)現(xiàn)鈦元素以來,人類為了獲得它**凡的性能,而開展了長達(dá)**的艱辛探索。1910年人類**次制得金屬鈦,直到40年后的1951年才較終實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。鈦合金以其高比強(qiáng)度、優(yōu)異的耐蝕性和耐熱性等性能優(yōu)勢,在*工業(yè)和民用領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。然而,鈦合金屬于典型難加工材料,切削加工時(shí)溫度高、切削變形和冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重、易粘刀,導(dǎo)致刀具易磨損且表面質(zhì)量差。鈦合金就象是一匹烈性的千里馬,如何實(shí)現(xiàn)鈦合
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