Peralatan dan bahan printer 3D logam telah mencapai 1 miliar dolar AS di dunia. Meskipun dibandingkan dengan pencetakan 3D plastik, nilai keluarannya hanya sekitar 10 persen, namun diharapkan pencetakan 3D logam akan mencapai skala 10 miliar pada akhir tahun 2022. Lantas, bagaimana perbedaan teknologi pencetakan 3D paduan titanium dengan bidang pencetakan 3D logam? Bagaimana status penelitiannya? Bagaimana dengan prospek aplikasi di bidang kedirgantaraan dan bidang lainnya?
Status penelitian teknologi pencetakan 3D paduan titanium
Dalam beberapa tahun terakhir, dengan pesatnya perkembangan teknologi pembuatan langsung paduan titanium seperti pembuatan peleburan selektif laser (SLM) dan pembuatan peleburan selektif berkas elektron (EBSM), teknologi pembuatan pencetakan 3D paduan titanium untuk bagian fungsional yang disesuaikan telah menjadi semakin matang. Pencetakan, proses, dan peralatan bagian fungsional yang disesuaikan dari material telah menjadi pusat penelitian.
SLM peleburan laser selektif mengacu pada bubuk paduan titanium iradiasi dengan sinar laser di bawah perlindungan gas argon atau nitrogen. Serbuk paduan titanium meleleh dan mengeras dengan cepat setelah menyerap energi laser, sehingga meleleh dan mengikat, struktur padat, dan bagian fungsional paduan titanium presisi tinggi. Ini adalah metode pencetakan 3D paduan titanium yang paling umum digunakan untuk penelitian dan produksi di rumah dan di luar negeri.
Aplikasi di ruang angkasa dan bidang lainnya
Dalam hal bidang aplikasi teknologi pencetakan 3D paduan titanium, pencetakan 3D paduan titanium telah berkembang pesat di bidang kedirgantaraan dan medis dalam beberapa tahun terakhir. Skenario yang paling banyak digunakan terutama terkonsentrasi pada bagian kedirgantaraan presisi tinggi, kedokteran gigi, dan tulang manusia. Bahan utamanya adalah biomaterial dengan kompatibilitas yang baik dengan jaringan manusia, seperti paduan titanium dan baja tahan karat. Baru-baru ini, tim ahli bedah toraks dari Union Medical College Hospital berhasil menanamkan tulang rusuk paduan titanium cetakan 3D "yang dibuat khusus", dan orang yang terluka mengenakan "pelindung" paduan titanium untuk membentuk kembali rongga dada yang baru.
Produksi langsung bagian paduan titanium berkembang pesat di bidang pencetakan 3D. Penggunaan peralatan SLM serbuk logam untuk mencetak dan memproduksi suku cadang paduan titanium secara langsung memecahkan masalah kreatif batch kecil dan penyesuaian di bidang kedirgantaraan dan bidang lainnya karena dapat memproses dengan metode tradisional Bagian rumit yang sulit atau bahkan tidak mungkin diproses, sehingga tidak tertandingi keuntungan dalam bagian produksi pencetakan langsung.
Karena suku cadang di bidang kedirgantaraan, penerbangan, medis, dan lainnya memerlukan karakteristik aplikasi "presisi tinggi", "kualitas tinggi", dan "presisi ultra", persyaratan yang lebih tinggi ditempatkan pada kualitas bubuk pencetakan 3D paduan titanium. Kualitas bagian pembuatan aditif paduan titanium terkait erat dengan sifat bubuk logam, termasuk ukuran partikel bubuk, kebulatan, fluiditas, kerapatan curah, dll.
Berdasarkan pengamatan JR terhadap pasar dan praktik manufaktur pencetakan 3D paduan titanium jangka panjang, kami terutama menggunakan bubuk paduan titanium TC4 ultra halus untuk pencetakan dan pencetakan 3D sesuai dengan kebutuhan khusus pengguna untuk waktu yang lama. bidang pembuatan bahan.
Sifat mekanis komprehensif yang sangat baik dari produk cetakan 3D paduan titanium dapat memenuhi persyaratan kinerja mesin aero, dan kekuatan spesifiknya yang tinggi serta bobotnya yang ringan memberikan dukungan untuk pengurangan bobot bilah; produk jadi memiliki stabilitas termal dan ketahanan oksidasi yang tinggi, yang dapat memperpanjang umur pisau dan interval pemeriksaan; pada saat yang sama, bagian interior mengadopsi struktur berongga, yang memiliki ruang desain yang besar dan dapat mewujudkan bentuk yang lebih beragam untuk memenuhi kebutuhan berbagai skenario.
Pencetakan 3D paduan titanium adalah metode pembentukan produk yang banyak digunakan di bidang kedirgantaraan dan medis. Setelah produk dibentuk oleh peralatan pembuatan aditif peleburan laser selektif (SLM), struktur mikro dari bagian yang diperoleh seragam dan padat serta memiliki karakteristik pemadatan cepat. Kekuatan tarik, kekuatan luluh, dan perpanjangan bagian yang dicetak masing-masing sekitar 6-7 persen , 6-10 persen , dan 55-60 persen lebih tinggi daripada bagian yang ditempa. Bagian yang dicetak memiliki akurasi dimensi internal yang tinggi, kekuatan spesifik yang tinggi, dan sifat mekanik suhu tinggi yang sedang, sehingga bagian tersebut memiliki kapasitas penahan beban dan kapasitas tegangan yang baik, yang memenuhi persyaratan aplikasi kritis keselamatan seperti dirgantara.
Oleh karena itu, prospek penerapan teknologi pencetakan 3D paduan titanium di ruang angkasa dan bidang lainnya akan sangat cerah!