Bản in 3D kim loại có phù hợp cho các thành phần mang cao - - không?

1, một bước tiến lớn trong cách làm việc vật liệu: Đi từ phòng thí nghiệm đến nhà máy
In kim loại 3D đã giúp sử dụng 12 loại vật liệu hiệu suất - cao trong ngành. Các chất lượng cơ học của các vật liệu thiết yếu như hợp kim titan, niken - Hợp kim nhiệt độ cao-, kim loại tantalum và các loại khác đã đạt hoặc thậm chí vượt qua các yêu cầu giả mạo. Nhóm Đại học Oxford ở Anh đã sử dụng công nghệ tan chảy giường bằng laser để in các bộ phận kim loại tantalum. Những bộ phận này đã phản ứng với các tác động theo cách tương tự như tantalum khi chịu áp lực nghiêm trọng của 125 GP437 GPA. Vì thành tích này, Tantalum in 3D hiện là vật liệu tốt nhất cho những thứ như viên phản ứng tổng hợp hạt nhân và bảo vệ bức xạ tàu vũ trụ. Ultra của Platinum Technology - Bột hợp kim hạt mịn cung cấp sức mạnh mệt mỏi 92% các bộ phận giả mạo cho các bộ phận in. Khi tải trọng kéo dài 12 tấn được áp dụng cho dải cạnh cánh trung tâm của máy bay C919 do công nghệ bạch kim tạo ra, nó sẽ làm biến dạng ít hơn 37% so với rèn thông thường.
Trong thế giới hợp kim nhôm, in 3D đã vượt quá giới hạn sức mạnh của việc đúc truyền thống. Công nghệ SLM được sử dụng bởi một công ty nhất định để in 7075 hợp kim nhôm. Bằng cách thay đổi cách các hạt được định hướng và quy trình xử lý nhiệt, độ bền kéo lên tới 580MPa, cao hơn 15% so với những gì thường được tìm thấy trong rèn T6. Nó hoạt động tốt trên tải trọng chính - Khung mang của một loại máy bay không người lái nhất định. MULTI - in tổng hợp vật liệu là một sự phát triển mang tính cách mạng hơn. Một công ty y tế đã tạo ra một cốc acetabular vật liệu gradient titan/hydroxyapatite có lớp hoạt tính sinh học trên bề mặt giúp xương phát triển cùng nhau và một ma trận titan cường độ cao- có thể xử lý trọng lượng của chuyển động của con người. Điều này làm cho chân giả tồn tại đến 25 năm.
2, Đổi mới cấu trúc: Chuyển từ "Sản xuất trừ" sang "Tối ưu hóa cấu trúc liên kết"
Lợi ích chính củain 3D kim loạilà nó có thể tạo ra các hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác không thể. Sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết, khung động cơ Dreamliner 787 của Boeing kết hợp 20 yếu tố thành một mảnh bằng cách in 3D. Cấu trúc mạng sinh học làm cho mọi thứ tốt hơn 40% trong việc lan truyền căng thẳng trong khi cũng làm cho chúng nhẹ hơn 30%. Ý tưởng thiết kế này đã được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp ô tô. Ví dụ, BMW Group đã tạo ra một đốt tay hợp kim nhôm in 3D cho chiếc Roadster i8 rất nhẹ vì thiết kế mạng lưới rỗng bên trong của nó. Nó cứng hơn 22% so với các rèn truyền thống và đã vượt qua 2 triệu bài kiểm tra mệt mỏi.
Công nghệ mạch nước làm mát phù hợp đã trở thành "ứng dụng giết người" của in 3D trong kinh doanh khuôn. Một công ty đã nghĩ ra một mạch nước làm mát xoắn ốc cho các khuôn bội ô ô tô cắt giảm thời gian để tạo ra một khuôn từ 90 giây xuống còn 55 giây và cắt giảm tốc độ cong vênh và biến dạng xuống 82%. Hệ thống Runner nóng có một trường hợp đột phá hơn: vòi nước nóng tiêu chuẩn được tạo thành từ 12 phần, trong khi vòi nước nóng tích hợp được in 3D chỉ cần 3. Bằng cách tối ưu hóa các kênh bên trong, hệ số giãn nở nhiệt được giảm 35%, làm tăng đáng kể độ chính xác của việc ép phun.
3, Xác thực quy trình: Từ việc tạo một thành phần đến làm nhiều trong số chúng
Nhiều ngành công nghiệp đã chỉ ra rằng in 3D kim loại có thể được sử dụng để tạo ra mọi thứ với số lượng lớn. Tập đoàn Công nghiệp Máy bay Thẩm Dương (Tập đoàn máy bay Thượng Hải) có khối lượng - sản xuất tải hợp kim titan in 3D - mang khung cho các mẫu máy bay mới của nó. Mỗi máy bay sử dụng hơn 300 khung này, làm cho chúng nhẹ hơn 272 kg so với các phương pháp truyền thống và tiết kiệm 640.000 lít nhiên liệu mỗi năm. Porsche sử dụng in 3D để tạo ra Piston 911 GT2 RS, giúp tăng sản lượng động cơ bằng 30 mã lực bằng cách cải thiện kiến ​​trúc của các kênh làm mát. Công nghệ này đã được đưa vào sử dụng trên một dây chuyền sản xuất tạo ra 100.000 bộ mỗi năm.
In 3D Các bộ phận mạnh mẽ rất có thể hữu ích trong ngành y. 3D - được in cốc hợp kim titan xốp được in bởi Johnson & Johnson đã tăng tốc độ hình thành xương nhờ thiết kế cấu trúc trabecular xương sinh học của nó. Nó đã được sử dụng trong hơn 500.000 trường hợp trên toàn thế giới. Một công ty đã sản xuất một tấm xương hợp kim titan in 3D tùy chỉnh cho phẫu thuật chỉnh hình có thể thay đổi các vị trí và hình dạng của các lỗ dựa trên dữ liệu CT của bệnh nhân. Điều này cắt giảm thời gian phẫu thuật 40% so với các tấm bình thường và tăng tốc độ chữa lành sau 6 tuần sau khi phẫu thuật.
4, Tái cấu trúc nền kinh tế: Đi từ "High - Thử nghiệm chi phí" sang "sản xuất chính thống"
Chìa khóa để sử dụng in 3D kim loại trên quy mô lớn là giảm chi phí. Theo Wohlers Associates, giá trung bình của các hệ thống sản xuất phụ gia công nghiệp trên khắp thế giới đã giảm từ 98.105 đô la vào năm 2019 xuống còn 93.404 đô la vào năm 2021. Đồng thời, hiệu quả in ấn đã tăng 300%. Giá bột in 3D của riêng Platinum đã giảm từ 1,4448 triệu nhân dân tệ/tấn vào năm 2020 xuống còn 781900 nhân dân tệ/tấn vào năm 2022. Đồng thời, tỷ suất lợi nhuận gộp tăng lên 38,98%, cho thấy công ty có thể tận dụng các nền kinh tế theo quy mô.
Cách mới để phun chất kết dính đã mở ra một cách mới để làm cho mọi thứ ở quy mô rộng. Các bộ phận của máy tính để bàn và các bộ phận của Tritech Titanium đã làm việc cùng nhau để tạo ra một quy trình phun tác nhân liên kết hợp kim titan. Quá trình này làm cho nó có thể khối lượng - tạo ra các bộ phận hợp kim titan bằng cách in các thân màu xanh lá cây, hút bụi chúng với mật độ 98%, sau đó gia công hoặc hoàn thiện bề mặt. So với công nghệ SLM, phương pháp này cắt giảm giá cho vật liệu, thiết bị, sử dụng năng lượng và những thứ khác từ 40% đến 60%. Công nghệ này được sử dụng bởi một công ty điện 3C nhất định để thử nghiệm và tạo ra vỏ đồng hồ bằng thép không gỉ 316L. Chi phí của mỗi mảnh thấp hơn 35% so với việc ép phun tiêu chuẩn.