Tisak legurama titana ima veliki potencijal

Nedavno su se materijali od legure titana koristili u mnogim popularnim proizvodima pametnih telefona. Na primjer, inovativni materijali kao što je srednji okvir od 99% titana i šarke od titana. Novo kućište od titana također se pojavilo ranije, postavši Appleov prvi mobilni telefon koji koristi titan za zrakoplovstvo. Legura titana ima značajne prednosti u radu i može bolje kombinirati karakteristike čvrstoće i tankosti, čime se smanjuje debljina i težina mobilnih telefona i poboljšava čvrstoća. U budućnosti, ako se dalje prodre u razne 3C marke potrošačke elektronike i vrste proizvoda, očekuje se povećanje potražnje za legurama titana, opremom za poliranje i 3D ispis.

Rezultati pokazuju da 3D ispis od legure titana ima jasan put smanjenja troškova i poboljšanja učinkovitosti na temelju lokalizacije sirovina i osnovnih komponenti i optimizacije veza za naknadnu obradu radi poboljšanja stope iskorištenja. Očekuje se da će tržišni prostor potrošačke elektronike premašiti 10 milijardi juana ili bi to moglo postati budućnost 3D ispisa. Ključni pravci razvoja tiskarstva.

Dok veliki proizvođači potrošačke elektronike koriste materijale od titanovih legura, kombinacija 3D ispisa i titanovih legura postala je novi trend u razvoju industrije. Materijali od legure titana postali su važna opcija za strukturne dijelove elektroničke potrošnje temeljene na njihovim prednostima velike čvrstoće i male težine. Legure titana su loši vodiči topline. Proces selektivne laserske topljive aditivne proizvodnje izbjegava tradicionalnu. Nedostaci subtraktivne proizvodnje mogu postati budućnost tehnologije obrade konstrukcijskih dijelova od legure titana.

Proizvodnja ide ka smanjenju težine

3D printanje ima karakteristike kratkog proizvodnog ciklusa i mogućnost obrade složenih oblika. 3D ispis je tehnologija koja se temelji na datotekama digitalnih modela i slaže materijale koji se mogu spajati sloj po sloj za izgradnju realističnih trodimenzionalnih objekata. U usporedbi s tradicionalnim tehnologijama proizvodnje, 3D ispis ima prednosti uklanjanja plijesni, smanjenja otpada i smanjenja zaliha. Zašto koristiti 3D? Ispis za izradu konstrukcijskih dijelova od legure titana:

1. Teško je obraditi leguru titana. Legura titana je loš vodič topline, a toplinska vodljivost TC4 je samo 7,96 W/m·K, što je puno niže od nehrđajućeg čelika i legure aluminija. To uzrokuje da legure titana lako akumuliraju toplinu tijekom obrade i lokalno se brzo zagrijavaju, što ima negativan utjecaj na alate za rezanje i prinose obrade. Prema podacima tvrtke Aibang Polymer, ukupna stopa izdržljivosti srednjih okvira mobilnih telefona izrađenih od materijala od legure titana je oko 30%-40%. , daleko niže od 80% srednjeg okvira od aluminijske legure.

 

2. 3D ispis je prikladan za obradu legure titana. SLM je aditivni proizvodni proces koji koristi lasersko topljenje metalnog praha za nakupljanje i integraciju sloj po sloj. Time se izbjegavaju nedostaci rezanja legura titana tehničkim putem; drugo, aditivna proizvodnja ima jeftinu osjetljivost za složene strukture. Stoga je sloboda dizajna velika, a lagana se može postići kroz strukture s više šupljina.

3D ispis može se široko koristiti u opremi kao što je metalni titan, koji može poboljšati prinos i smanjiti troškove u masovnoj proizvodnji. Uvelike ga favoriziraju industrije kao što su vojna industrija, medicinski tretmani i potrošačka elektronika, ali njegovi visoki troškovi proizvodnje glavni su razlog koji ograničava njegovu široku primjenu. Tehnologija 3D ispisa koristi ljepljive materijale kao što su metalni prah, keramika ili polimerni materijali za prolaz sloj po sloj. Tiskanje i preklapanje kontinuiranih slojeva različitih oblika za izradu trodimenzionalnih objekata može riješiti bolne točke masovne proizvodnje tehnologije titanijske legure i probleme oblikovanja materijala od titanijske legure. Može pojednostaviti proizvodne procese kao što su taljenje i lijevanje, postići integrirano oblikovanje i poboljšati prinose obrade legure titana, formirajući budućnost. Očekuje se da će troškovi biti dodatno smanjeni nakon učinka razmjera.

Tržište 3D ispisa ima ogroman prostor, a kinesko tržište brzo raste. Prema podacima, od 2021. do 2025. očekuje se povećanje globalne veličine tržišta 3D ispisa sa 15,2 milijarde USD na 29,8 milijardi USD, s prosječnom godišnjom stopom rasta od 18%; od 2021. do 2024. očekuje se da će se veličina kineskog tržišta 3D ispisa povećati sa 26,2 milijarde američkih dolara na 50 milijardi juana, s prosječnom godišnjom stopom rasta od 24%. Stopa rasta kineskog tržišta 3D ispisa nešto je viša od svjetskog prosjeka.

U budućnosti će smanjenje troškova uglavnom dolaziti iz tri aspekta: domaća zamjena sirovina i osnovnih komponenti i optimizacija veza za naknadnu obradu radi povećanja prinosa. Uzimajući u obzir pad cijene izazvan lokalizacijom praha sirovina i komponenti jezgre, kao i poboljšanjem prinosa, rezultati pokazuju da se očekuje da će cijena 3D ispisa pasti ispod 100 juana u 2023-2024.

Nedavno je međunarodni istraživački tim, uključujući australski Royal Melbourne Institute of Technology i Sveučilište Sydney, kombinirao legure i procese 3D ispisa kako bi stvorio novu leguru titana koja je čvrsta, ali nije krta pod napetostima. Razvoj nove klase održivijih, visokoučinkovitih legura titana za primjenu u zrakoplovstvu, biomedicini, kemijskom inženjerstvu, svemirskoj i energetskoj tehnologiji nudi nadu. Prema izvješćima, istraživački tim koristio je laserski usmjereno taloženje energije za ispis svoje legure iz metalnog praha, proces 3D ispisa prikladan za proizvodnju velikih i složenih dijelova. Kombinirali su koncepte dizajna legura s dizajnom procesa 3D ispisa i identificirali niz legura koje su jake, rastegljive i jednostavne za ispis. Tim kaže da su atraktivna svojstva ovih novih legura usporediva s onima komercijalnih legura.

 

U tradicionalnim proizvodnim procesima - legure titanilnog željeza suočavaju se s dva izazova: jedan je da kisik može učiniti titan krhkim, a drugi je da dodavanje željeza može uzrokovati ozbiljne metalurške nedostatke i stvoriti velike komade titana. Istraživači kažu da bi nova studija mogla pružiti predložak za ublažavanje ovih problema kisikove krtosti putem 3D ispisa i mikrostrukturnog dizajna.

 

Od ove godine, 3D ispisani materijali od legure titana pojavili su se u sklopivim mobilnim telefonima kako bi se postigao lagani dizajn. Trenutno su metalni strukturni dijelovi elektroničkih proizvoda općenito izrađeni od nehrđajućeg čelika i aluminijske legure. Težina prvog nije dominantna, dok je tvrdoća drugog prosječna. Iako legura titana ima prednost u tvrdoći i težini, teško ju je obraditi i ima nisku stopu popuštanja. Proces 3D ispisa može učinkovito riješiti probleme oblikovanja materijala od legure titana i bolnih točaka tehničke masovne proizvodnje te poboljšati cjelokupno iskustvo proizvoda mobilnih telefona.

Zahvaljujući niskoj gustoći, visokoj čvrstoći i otpornosti na koroziju legure titana, to će donijeti veću izdržljivost i bolju otpornost na ogrebotine. U isto vrijeme, proizvodnja legure titana kombinirat će se s tehnologijom 3D ispisa kako bi se zadovoljile potrebe potrošača na personaliziran način, donijela veća inovacija i sloboda u dizajnu izgleda proizvoda potrošačke elektronike i razbili 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 ispisa potrošači mogu birati različite izglede, materijale i funkcije kako bi prilagodili elektroničke proizvode i dobili bolje korisničko iskustvo.

3D ispis legure titana

Osim poboljšanja stope iskorištenja, primjena 3D ispisa u području potrošačke elektronike također može pomoći u učinkovitom smanjenju troškova proizvodnje proizvoda i poboljšanju učinkovitosti. 3D ispis ne zahtijeva kalupe i mehaničku obradu. Može izravno pretvoriti nacrte dizajna u entitete, učinkovito kreirati modele proizvoda za testiranje i procjenu, pojednostaviti proizvodni proces, smanjiti troškove vremena i proizvodnih troškova montaže u tradicionalnom proizvodnom procesu i promicati daljnji razvoj i inovacije. U isto vrijeme, aditivna proizvodnja se smatra proizvodnim procesom bez nadzora koji zahtijeva manje troškove rada. Oblikuje se u jednom potezu, čime se smanjuje otpadni materijal i poboljšava iskoristivost materijala, što također pomaže u smanjenju troškova materijala.

 

Posljednjih je godina tržište 3D ispisa naglo raslo. Prema statistici, globalni prihod od proizvodnih proizvoda i usluga 3D ispisa dosegnut će približno 18 milijardi USD u 2022., što je povećanje od 18% u odnosu na prethodnu godinu. Industrija 3D ispisa održava dvoznamenkasti trend rasta već 25 uzastopnih godina. Prema medijskim izvješćima, Apple aktivno usvaja tehnologiju 3D ispisa. Korištenje 3D printanja može skratiti vrijeme proizvodnje tvrtke i smanjiti troškove proizvodnje.