สูง - ส่วนประกอบเพลาความแข็งแรงสามารถพิมพ์ด้วยโลหะผสมไทเทเนียมได้หรือไม่?

一, การพิมพ์ 3 มิติพร้อมโลหะผสมไทเทเนียม: เกินขอบเขตของวัสดุมาตรฐาน
1. การทำงานร่วมกันเพื่อให้มีความแข็งแรงและความเหนียวเป็นไปได้สูง
ในโลหะทั่วไปความแข็งแรงและความเหนียวมักจะมีการเชื่อมต่อ "กระดานโต้คลื่น" อย่างไรก็ตามการพิมพ์ 3 มิติสามารถทำลายข้อ จำกัด นี้ได้โดยการควบคุมโครงสร้างจุลภาค ตัวอย่างเช่นทีมงานวิทยาศาสตร์ของจีนและทีมมหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์นใช้เทคโนโลยีการสะสมพลังงาน (DED) เพื่อสร้าง Ti ∝ Zr ₁nbval₀ ความแข็งแรงของผลผลิตของโลหะผสมเอนโทรปีสูงคือ 914 MPa และการยืดตัวของการแตกหักคือ 27.4% ซึ่งสูงกว่าตัวอย่างการคัดเลือกนักแสดงมาตรฐาน (835 MPa, 18.8%) ส่วนที่สำคัญที่สุดของมันคือ:
การออกแบบโครงสร้างที่แตกต่างกัน: เมื่อผลึกเสาและผลึก equiaxed ทำงานร่วมกันเพื่อเปลี่ยนรูปพวกเขาสร้าง "สปริง - เช่น" กลไกการปรับความเครียดภายในวัสดุ สิ่งนี้ช่วยให้วัสดุแข็งแรงและให้ที่ว่างในการเปลี่ยนรูป
การสร้างชุดประกอบ: วิธีการ DED จะเย็นลงอย่างรวดเร็ว (10 ⁴ -10 ⁶ k/s) ซึ่งหยุดการแยกองค์ประกอบหยุดการตกตะกอนเฟสอันตรายและตั้งระยะสำหรับลักษณะเชิงกลที่ยอดเยี่ยม
วัสดุชนิดนี้ถูกนำมาใช้ในส่วนของเพลาเครื่องยนต์การบินและความสามารถในการทำงานได้ดีที่อุณหภูมิสูง (สายพันธุ์พลาสติกถึง 67.6% ที่ 600 องศา) เปิดการใช้งานมากขึ้นสำหรับโลหะผสมไทเทเนียมในสภาพที่รุนแรงมาก
2. เส้นทางสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพการต้านทานความเหนื่อยล้า
ตัวชี้วัดหลักของอายุการใช้งานของชิ้นส่วนเพลาคืออายุการใช้งานความเมื่อยล้า . 3 d ทำให้สิ่งต่าง ๆ ทนต่อความเหนื่อยล้าได้มากขึ้นโดยใช้วิธีการต่อไปนี้:
การควบคุมข้อบกพร่อง: การใช้เทคโนโลยีเลเซอร์เลือกการหลอมละลาย (SLM) คุณอาจลดความน่าจะเป็นของการเริ่มต้นความเหนื่อยล้าโดยการปรับกลยุทธ์การสแกน (การสแกน chequerboard เช่นการลดความพรุนจาก 0.8% เป็น 0.2% และ interlayer ไม่ใช่ -
การจัดการความเครียดที่เหลืออยู่: การยิง peening เพิ่ม -400mpa ของความเครียดแรงอัดที่เหลือซึ่งทำให้ล้ออัลลอยอลูมิเนียมนานขึ้นอีกสามเท่า วิธีเดียวกันนี้อาจใช้กับชิ้นส่วนเพลาผสมไทเทเนียม
กระบวนการบำบัดความร้อน: การรักษาด้วยการกดแบบ isostatic (HIP) สามารถกำจัดรูขุมขนภายในและทำให้ความแข็งแรงของความเมื่อยล้าของโลหะผสม TI6AL4V เริ่มจาก 450MPa เป็น 620MPA
2, ใช้ในอุตสาหกรรม: จากห้องปฏิบัติการไปจนถึงการผลิตจำนวนมาก
1. การบินและอวกาศ: แบบจำลองของวิธีการรวมความสว่างและฟังก์ชั่น
Airbus A350 Trailing Edge High Lift ระบบมีเพลาที่ยืดหยุ่นของโลหะผสมไทเทเนียมซึ่งเป็นตัวอย่างที่สำคัญของชิ้นส่วนเพลาพิมพ์ 3 มิติ Liebherr Aerospace ทำให้ส่วนนี้โดยใช้การผลิตสารเติมแต่งผงไทเทเนียมและนำไปใช้ในกล่องเกียร์เชิงอนุพันธ์ของระบบแผ่นพับ สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนาดังต่อไปนี้:
การรวมฟังก์ชั่น: การรวมส่วนต่าง ๆ เจ็ดส่วนเข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเดียวซึ่งลดน้ำหนักลง 30% และทำให้เชื่อถือได้มากขึ้น 20%
การตรวจสอบประสิทธิภาพ: การรับรอง EASA ได้แสดงให้เห็นว่า 3D - ชิ้นส่วนเพลาที่พิมพ์สามารถตอบสนองการบิน - มาตรฐานชีวิตความเมื่อยล้าเกรดซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถอยู่ได้นานถึง 20 ปี
การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน: การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะผสมไทเทเนียมใช้วัสดุน้อยลงและค่าใช้จ่ายน้อยกว่าวิธีการปลอมแบบดั้งเดิม 40%
2. อุปกรณ์การแพทย์: การปรับเปลี่ยนและเข้ากันได้กับระบบชีวภาพ
ในด้านของการปลูกถ่ายศัลยกรรมกระดูกมีการใช้ส่วนประกอบของเพลาที่พิมพ์ของโลหะผสม 3D รวมถึงลำต้นข้อต่อสะโพกถูกนำมาใช้ในการตั้งค่าทางคลินิก ประโยชน์บางอย่างคือ:
ความสามารถในการปรับตัวทางกายวิภาค: การออกแบบที่กำหนดเองตามข้อมูล CT ของผู้ป่วยที่ช่วยลดผลกระทบการป้องกันความเครียดและส่งเสริมการรวมกระดูก
การออกแบบโครงสร้างที่มีรูพรุน: การสร้างโครงสร้างที่มีรูพรุน biomimetic โดยการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีซึ่งไม่เพียง แต่ทำให้มันเบาขึ้น แต่ยังเพิ่มความเร็วในการสร้างกระดูก ตัวอย่างเช่น บริษัท ทำ 3D - ข้อต่อเทียมโคบอลต์อัลลอยที่พิมพ์ออกมาซึ่งใช้เวลานานกว่า 95% ของชิ้นส่วนปลอมแปลง
3. การสร้างรถยนต์: การค้นหาความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างประสิทธิภาพสูงและน้ำหนักเบา
ในโลกของรถยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูง -, ชิ้นส่วนเพลาพิมพ์ไทเทเนียม 3D ที่พิมพ์ออกมาเช่นเพลากล่องเกียร์และระบบกันสะเทือนกำลังค่อยๆเข้ามาแทนที่เหล็ก ตัวอย่างเช่นกลุ่ม BMW ใช้ 3D - แจ็คเก็ตน้ำอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่พิมพ์ออกมาและการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีเพื่อให้พวกเขามีน้ำหนักเบากว่า 40% และนานกว่า 2,000 ชั่วโมง
Tesla กำลังทดสอบ Titanium Alloy 3D - แขนควบคุมที่พิมพ์ในระบบกันสะเทือนของไซเบอร์ทรัค การออกแบบโครงสร้าง heterosture ทำให้พวกเขาแข็งแกร่งและทนทานในเวลาเดียวกัน