Generalmente se aplica para fabricar modelos en los campos de la fabricación de moldes y el diseño industrial y luego se utiliza en algunos productos que se producen gradualmente. Algunas piezas de repuesto ya se han producido con esta tecnología. Esta tecnología se ha utilizado en joyería, calzado, diseño industrial, arquitectura, ingeniería y construcción (AEC), industria automotriz, aeroespacial, dental y médica, educación, sistemas de información geográfica, ingeniería civil, armas, etc.
Con el continuo desarrollo de la tecnología, la industria manufacturera marca continuamente el comienzo de olas de innovación. El material de aleación de titanio recibe mucha atención debido a su alta resistencia, baja densidad, buena resistencia a la corrosión y buena biocompatibilidad. Se utiliza ampliamente en los campos aeroespacial, dispositivos médicos, etc. La tecnología de impresión 3D de aleación de titanio está aportando una profunda reforma a la industria manufacturera como tecnología líder.
Las ventajas del material de aleación de titanio en la impresión 3D
1.Alta fuerza específica
La densidad de las aleaciones de titanio es sólo el 60% de la del acero. La resistencia del titanio puro es similar a la del acero común. Algunas aleaciones de titanio de alta resistencia superan la resistencia de muchos aceros de aleación estructurales. Por lo tanto, la resistencia específica de las aleaciones de titanio (resistencia/densidad) es mucho mayor que la de otros materiales metálicos, por lo que este material se puede utilizar para fabricar piezas de alta resistencia unitaria, buena rigidez y peso ligero. En la actualidad, los componentes, esqueletos, revestimientos, sujetadores y trenes de aterrizaje de los motores de aviones están hechos de aleación de titanio.
2.Alta intensidad de calor
La temperatura de funcionamiento de la aleación de titanio es varios cientos de grados más alta que la de la aleación de aluminio. Puede funcionar a 450 grados -500 grados durante mucho tiempo. La temperatura de trabajo de la aleación de aluminio es inferior a 200 grados.
3.Buena resistencia a la corrosión
La aleación de titanio puede funcionar en ambientes húmedos y agua de mar. Su resistencia a la corrosión es mucho mejor que la del acero inoxidable y es particularmente fuerte en resistencia a las picaduras corrosivas, la corrosión ácida y la corrosión por tensión.
4.Rendimiento a baja temperatura
La aleación de titanio puede mantener sus propiedades mecánicas a baja temperatura. Por ejemplo, TA7 puede mantener un cierto grado de plasticidad en -253 grado. También es un importante material estructural a baja temperatura.
La aplicación de aleaciones de titanio en la impresión 3D
1.Aeroespacial
En la industria aeroespacial, las piezas de fabricación aditiva a base de titanio se han utilizado con creces con fines comerciales y militares. La tecnología de impresión 3D de aleación de titanio proporciona soluciones de fabricación de repuestos livianos y de alta resistencia para el campo aeroespacial.
2.Dispositivos médicos
En el campo médico, la tecnología de impresión 3D de aleación de titanio se usa ampliamente en implantes óseos, implantes alveolares, etc. Ahora los implantes diseñados especialmente para cada paciente se han fabricado mediante impresión 3D. Su característica altamente personalizada hace que los dispositivos médicos se adapten bien a las diferencias individuales de los pacientes.
3.Fabricación de automóviles
Al utilizar la tecnología de impresión 3D de aleación de titanio, el campo del automóvil acelera la investigación y el desarrollo de automóviles nuevos, fabrica la estructura liviana y mejora la eficiencia del combustible. Al mismo tiempo, esta tecnología se ha utilizado para mantener y personalizar las piezas de automóvil.
4.Campo energético
La tecnología de impresión 3D de aleación de titanio es capaz de fabricar piezas clave de equipos energéticos de alta eficiencia, como palas de turbinas de gas, equipos de energía eólica, etc.
Tendencia y perspectivas futuras
Como tecnología de fabricación avanzada, una colección de diseño y fabricación, la tecnología de impresión 3D de titanio atrae una gran atención de todos los ámbitos de la vida y muestra su amplia perspectiva de aplicación en los campos sofisticados de la industria aeroespacial, defensa nacional y militar, biomedicina, automóvil y alta velocidad. carril. Sin embargo, comienza relativamente tarde en comparación con la tecnología tradicional. Su historia de desarrollo tiene sólo unos 30 años, lo que está muy por detrás de otros países avanzados del mundo. Por ejemplo, la eficiencia de formación de piezas de aleación de titanio es baja, la exactitud no puede alcanzar un alto nivel de precisión, el costo de equipos y materiales es alto y los problemas de la aplicación industrial y comercial a gran escala no se resuelven, especialmente los Supresión de defectos en piezas conformadas. En la actualidad, los defectos aún existen en el proceso de conformado de piezas en nuestro país. La investigación de deformaciones esferoidales, grietas, poros, deformaciones, etc., se encuentra en la etapa preliminar. Se necesita mucha investigación con urgencia.
- En el aspecto del material, es necesario investigar y desarrollar equipos de fabricación y técnicas de producción de nuevos polvos esféricos de aleación de titanio, mejorar la calidad del polvo de aleación de titanio (tamaño de partícula, esfericidad, fluidez, inclusión de gas, etc.) y mejorar aún más. la estructura y propiedades mecánicas de las piezas. Además, reducirá el costo al mejorar el rendimiento del polvo y el reciclaje y reutilización del polvo.
- En el aspecto del equipo, por un lado, mejorar la eficiencia del conformado, la precisión del conformado del equipo y reducir el costo, etc.; por otro lado, investigar y desarrollar grandes equipos de impresión de grado industrial para realizar la producción y aplicación en masa.
- En el aspecto de las pruebas, con la tendencia de desarrollo de la impresión 3D hacia la gran escala, la complejidad y la precisión, muchos métodos de prueba no destructivos tradicionales tienen una zona ciega, por lo que existe la necesidad de desarrollar nuevos métodos de prueba no destructivos; la tecnología de prueba en línea para monitorear la estructura y los defectos en tiempo real es uno de los puntos clave en el futuro; Además, es la base de aplicación amplia de la tecnología de impresión 3D para establecer y mejorar estándares de pruebas no destructivas.
- En el aspecto técnico, optimizar aún más el proceso de la tecnología de impresión 3D, suprimir los defectos en el proceso de conformado y mejorar las propiedades mecánicas de las piezas formadas. Los problemas clave de la ley de evolución de la tensión interna, el comportamiento de deformación y agrietamiento, y el mecanismo de los defectos en el proceso de conformación aún deben estudiarse en el futuro.