Cao - Các thành phần trục cường độ có thể được in bằng hợp kim titan không?

一, in 3D với hợp kim titan: vượt quá giới hạn của vật liệu tiêu chuẩn
1. Làm việc cùng nhau để tạo ra sức mạnh và độ dẻo cao có thể
Trong các kim loại điển hình, cường độ và độ dẻo thường có kết nối "bập bênh", tuy nhiên in 3D có thể phá vỡ ràng buộc này bằng cách kiểm soát cấu trúc vi mô. Chẳng hạn, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Nhóm Đại học Đông Bắc đã sử dụng công nghệ lắng đọng năng lượng (DED) theo chỉ đạo để tạo ra TI ∝ Zr ₅nbval₀. Sức mạnh năng suất của hợp kim entropy cao là 914 MPa và độ giãn dài gãy là 27,4%. Con số này cao hơn nhiều so với mẫu đúc tiêu chuẩn (835 MPa, 18,8%). Phần quan trọng nhất của nó là:
Thiết kế cấu trúc không đồng nhất: Khi các tinh thể cột và các tinh thể được phân phối hợp tác với nhau để biến dạng, chúng tạo ra một "lò xo - giống như" cơ chế điều chỉnh ứng suất bên trong vật liệu. Điều này giữ cho vật liệu mạnh mẽ và cho nó phòng bị biến dạng.
Làm cho đồng phục thành phần: Phương pháp DED nguội đi rất nhanh (10 -10 k/s), điều này ngăn chặn sự phân tách phần tử, ngăn chặn sự kết tủa pha nguy hiểm và đặt giai đoạn cho các đặc điểm cơ học tuyệt vời.
Loại vật liệu này đã được sử dụng trong các bộ phận của trục động cơ hàng không và khả năng hoạt động tốt ở nhiệt độ cao (biến dạng nhựa đạt 67,6% ở 600 độ) mở ra nhiều công dụng hơn cho hợp kim titan trong điều kiện rất khắc nghiệt.
2. Con đường cải thiện hiệu suất kháng mỏi
Biện pháp chính của tuổi thọ mệt mỏi của các bộ phận trục là tuổi thọ mệt mỏi của chúng . 3 d in làm cho mọi thứ chống lại sự mệt mỏi hơn bằng cách sử dụng các phương pháp sau:
Kiểm soát khiếm khuyết: Sử dụng công nghệ nóng chảy chọn lọc laser (SLM), bạn có thể giảm xác suất khởi động vết nứt mỏi bằng cách tối ưu hóa các chiến thuật quét (quét Chequerboard) xuống mức độ xốp thấp hơn từ 0,2% đến 0,2% và không đồng nhất không phải là -.
Quản lý ứng suất dư: SHOT PEINED THÊM -400MPA ứng suất nén còn lại, làm cho bánh xe hợp kim nhôm kéo dài hơn ba lần. Phương pháp tương tự này có thể được sử dụng trên các bộ phận trục hợp kim Titan.
Quá trình xử lý nhiệt: Điều trị ép đẳng nhiệt (hông) nóng có thể loại bỏ lỗ chân lông bên trong và làm cho cường độ mệt mỏi của hợp kim Ti6AL4V tăng từ 450MPa đến 620MPa.
2, Sử dụng trong ngành: Từ phòng thí nghiệm đến sản xuất hàng loạt
1. Không gian vũ trụ: Một mô hình về cách kết hợp độ nhẹ và chức năng
Hệ thống nâng cao Airbus A350 Trailing có trục linh hoạt hợp kim titan là một ví dụ mang tính bước ngoặt của các bộ phận trục in 3D. Liebherr Aerospace sản xuất phần này bằng cách sử dụng sản xuất phụ gia bột Titanium và đưa nó vào hộp số khác biệt hoạt động của hệ thống vạt. Điều này dẫn đến những đột phá sau:
Tích hợp chức năng: Kết hợp bảy phần truyền thống thành một, giảm 30% trọng lượng và làm cho nó đáng tin cậy hơn 20%.
Hiệu suất kiểm tra: Chứng nhận EASA đã chỉ ra rằng 3D - Các bộ phận trục được in có thể đáp ứng các tiêu chuẩn Life Life Hàng không -, có nghĩa là chúng có thể kéo dài đến 20 năm.
Tối ưu hóa chi phí: In 3D với Hợp kim Titan sử dụng ít vật liệu hơn và chi phí ít hơn 40% so với các phương pháp rèn truyền thống.
2. Thiết bị y tế: Sửa đổi và khả năng tương thích với các hệ thống sinh học
Trong lĩnh vực cấy ghép chỉnh hình, các thành phần trục in 3D của Titanium hợp kim, bao gồm cả thân khớp hông, đã được sử dụng trong các môi trường lâm sàng. Một số lợi ích của nó là:
Khả năng thích ứng về giải phẫu: Một thiết kế tùy chỉnh dựa trên dữ liệu CT của bệnh nhân làm giảm các hiệu ứng che chắn căng thẳng và khuyến khích tích hợp xương.
Thiết kế các cấu trúc xốp: tạo ra các cấu trúc xốp sinh học bằng cách tối ưu hóa cấu trúc liên kết, không chỉ làm cho chúng nhẹ hơn mà còn tăng tốc độ hình thành xương. Chẳng hạn, một công ty đã tạo ra 3D - in hợp kim crom crom được in kéo dài hơn 95% các bộ phận giả mạo.
3. Tạo ô tô: Tìm sự cân bằng phù hợp giữa hiệu suất cao và trọng lượng nhẹ
Trong thế giới của những chiếc xe hiệu suất cao -, các bộ phận trục in 3D của Titanium hợp kim, như trục hộp số và hệ thống treo, đang dần thay thế thép. Chẳng hạn, nhóm BMW đang sử dụng 3D - Áo khoác hợp kim nhôm được in và tối ưu hóa cấu trúc liên kết để làm cho chúng nhẹ hơn 40% và kéo dài hơn 2000 giờ.
Tesla đang thử nghiệm Hợp kim Titan 3D - Các cánh tay điều khiển được in trong hệ thống treo của CyberTruck. Thiết kế cấu trúc dị thể làm cho chúng mạnh mẽ và bền cùng một lúc.