Nó thường được ứng dụng để chế tạo các mô hình trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu, kiểu dáng công nghiệp và sau đó được sử dụng trong một số sản phẩm sản xuất dần dần. Một số phụ tùng thay thế đã được sản xuất bằng công nghệ này. Công nghệ này đã được sử dụng trong đồ trang sức, giày dép, thiết kế công nghiệp, kỹ thuật kiến trúc và xây dựng (AEC), ô tô, hàng không vũ trụ, nha khoa và y tế, giáo dục, hệ thống thông tin địa lý, kỹ thuật dân dụng, súng, v.v.
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, ngành sản xuất liên tục mở ra những làn sóng đổi mới. Vật liệu hợp kim titan nhận được nhiều sự chú ý vì độ bền cao, mật độ thấp, khả năng chống ăn mòn tốt và khả năng tương thích sinh học tốt. Nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ, thiết bị y tế, v.v. Công nghệ in 3D hợp kim titan đang mang lại sự cải cách sâu sắc cho ngành sản xuất với tư cách là công nghệ hàng đầu.
Ưu điểm của vật liệu hợp kim titan trong in 3D
1. Cường độ riêng cao
Mật độ của hợp kim titan chỉ bằng 60% thép. Độ bền của titan nguyên chất gần bằng thép thông thường. Một số hợp kim titan có độ bền cao vượt qua sức mạnh của nhiều loại thép hợp kim kết cấu. Do đó, cường độ riêng của hợp kim titan (cường độ/mật độ) lớn hơn nhiều so với các vật liệu kim loại khác, vì vậy vật liệu này có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận có cường độ đơn vị cao, độ cứng tốt, trọng lượng nhẹ. Hiện nay, các bộ phận của động cơ máy bay, bộ xương, da, dây buộc và bộ phận hạ cánh đều được làm bằng hợp kim titan.
2. Cường độ nhiệt cao
Nhiệt độ hoạt động của hợp kim titan cao hơn hợp kim nhôm vài trăm độ. Nó có thể hoạt động ở nhiệt độ 450 độ -500 trong thời gian dài. Nhiệt độ làm việc của hợp kim nhôm là dưới 200 độ.
3. Chống ăn mòn tốt
Hợp kim titan có thể hoạt động trong môi trường không khí ẩm và nước biển. Khả năng chống ăn mòn của nó tốt hơn nhiều so với thép không gỉ và nó đặc biệt mạnh về khả năng chống ăn mòn rỗ, ăn mòn axit và ăn mòn ứng suất.
4. Hiệu suất nhiệt độ thấp
Hợp kim titan có thể duy trì tính chất cơ học ở nhiệt độ thấp. Ví dụ: TA7 có thể duy trì mức độ dẻo nhất định ở mức -253 độ . Nó cũng là một vật liệu kết cấu nhiệt độ thấp quan trọng.
Ứng dụng hợp kim titan trong in 3D
1. Hàng không vũ trụ
Trong ngành hàng không vũ trụ, cho đến nay, các bộ phận sản xuất bồi đắp dựa trên titan đã được sử dụng cho mục đích thương mại và quân sự. Công nghệ in 3D hợp kim titan cung cấp giải pháp sản xuất phụ tùng nhẹ và độ bền cao cho lĩnh vực hàng không vũ trụ.
2.Thiết bị y tế
Trong lĩnh vực y tế, công nghệ in 3D hợp kim Titan được sử dụng rộng rãi trong cấy ghép xương, cấy ghép xương ổ răng, v.v. Giờ đây, bộ cấy được thiết kế đặc biệt cho từng bệnh nhân đã được sản xuất bằng in 3D. Đặc tính mang tính cá nhân hóa cao của nó làm cho các thiết bị y tế phù hợp tốt với những khác biệt của từng bệnh nhân.
3. Sản xuất ô tô
Bằng cách sử dụng công nghệ in 3D hợp kim titan, lĩnh vực ô tô đẩy nhanh quá trình nghiên cứu và phát triển ô tô mới, tạo ra cấu trúc nhẹ và cải thiện hiệu suất sử dụng nhiên liệu. Đồng thời, công nghệ này đã được sử dụng để bảo trì và tùy chỉnh các bộ phận ô tô.
4. Trường năng lượng
Công nghệ in 3D hợp kim titan có thể sản xuất các bộ phận chính của thiết bị năng lượng hiệu quả cao như cánh tuabin khí, thiết bị năng lượng gió, v.v.
Xu hướng và triển vọng tương lai
Là một công nghệ sản xuất tiên tiến, một tập hợp thiết kế và sản xuất, công nghệ in 3D titan thu hút sự chú ý rộng rãi của mọi tầng lớp xã hội và cho thấy triển vọng ứng dụng rộng rãi của nó trong các lĩnh vực phức tạp như hàng không vũ trụ, quốc phòng và quân sự, y sinh, ô tô và tốc độ cao. đường sắt. Tuy nhiên, nó bắt đầu tương đối muộn so với công nghệ truyền thống. Lịch sử phát triển của nước này chỉ khoảng 30 năm, thua xa các nước tiên tiến trên thế giới. Ví dụ, hiệu suất tạo hình của các bộ phận hợp kim titan thấp, độ chính xác không thể đạt được độ chính xác cao, chi phí thiết bị và vật liệu cao và các vấn đề của ứng dụng công nghiệp và thương mại ở quy mô lớn chưa được thực hiện, đặc biệt là ngăn chặn khuyết tật của các bộ phận hình thành. Hiện nay, những khiếm khuyết vẫn còn tồn tại trong quá trình hình thành các bộ phận ở nước ta. Việc nghiên cứu biến dạng hình cầu, vết nứt, lỗ rỗng, cong vênh, v.v. đang ở giai đoạn sơ bộ. Rất nhiều nghiên cứu là cần thiết khẩn cấp.
- Về mặt vật liệu, cần nghiên cứu phát triển thiết bị chế tạo và kỹ thuật sản xuất bột hợp kim titan hình cầu mới, nâng cao chất lượng bột hợp kim titan (kích thước hạt, độ cầu, tính lưu động, bao gồm khí, v.v.) và cải tiến hơn nữa. cấu trúc và tính chất cơ học của các bộ phận. Ngoài ra, nó sẽ giảm chi phí bằng cách cải thiện năng suất bột và tái chế và tái sử dụng bột.
- Về khía cạnh thiết bị, một mặt, nâng cao hiệu quả tạo hình, độ chính xác tạo hình của thiết bị và giảm chi phí, v.v; mặt khác, nghiên cứu và phát triển các thiết bị in ấn cấp công nghiệp lớn để hiện thực hóa việc sản xuất và ứng dụng hàng loạt.
- Ở khía cạnh thử nghiệm, với xu hướng phát triển của in 3D theo hướng quy mô lớn, phức tạp và chính xác, nhiều phương pháp thử nghiệm không phá hủy truyền thống có vùng mù nên cần phát triển các phương pháp thử nghiệm không phá hủy mới; công nghệ kiểm tra trực tuyến giám sát kết cấu và khuyết tật theo thời gian thực là một trong những điểm mấu chốt trong tương lai; bên cạnh đó, đây là cơ sở ứng dụng rộng rãi của công nghệ in 3D để thiết lập và cải tiến các tiêu chuẩn kiểm tra không phá hủy.
- Ở khía cạnh kỹ thuật, tối ưu hóa hơn nữa quy trình công nghệ in 3D, hạn chế các khuyết tật trong quá trình tạo hình và cải thiện tính chất cơ học của các bộ phận tạo hình. Các vấn đề chính của quy luật tiến hóa của ứng suất bên trong, biến dạng và hành vi nứt cũng như cơ chế tạo ra khuyết tật trong quá trình tạo hình vẫn cần được nghiên cứu trong tương lai.