Apakah pencetakan logam 3D cocok untuk - kekuatan beban -} tinggi?

1, langkah besar ke depan dalam cara kerja material: pergi dari lab ke pabrik
Pencetakan 3D logam telah memungkinkan untuk menggunakan 12 jenis bahan kinerja - tinggi dalam industri. Kualitas mekanis bahan penting seperti paduan titanium, nikel - berbasis - paduan suhu, logam tantalum, dan yang lainnya telah mencapai atau bahkan melampaui persyaratan penampungan. Tim Universitas Oxford di Inggris menggunakan teknologi peleburan bubuk laser untuk mencetak bagian logam tantalum. Bagian -bagian ini bereaksi terhadap dampak dengan cara yang sama seperti tantalum yang ditempa ketika mengalami tekanan parah 125-437 GPa. Karena pencapaian ini, 3D mencetak tantalum sekarang menjadi bahan terbaik untuk hal -hal seperti pelet reaktor reaktor fusi nuklir dan pelindung radiasi pesawat ruang angkasa. Ultra Platinum Technology - Bubuk paduan titanium biji -bijian halus menawarkan kekuatan kelelahan 92% bagian palsu untuk bagian cetak. Ketika beban tarik 12 ton diterapkan pada strip tepi sayap pusat dari pesawat C919 yang dibuat oleh teknologi platinum, itu deformasi 37% lebih rendah dari pemandu yang khas.
Di dunia paduan aluminium, pencetakan 3D telah mengatasi batas kekuatan casting tradisional. Teknologi SLM dipekerjakan oleh perusahaan tertentu untuk mencetak paduan aluminium 7075. Dengan mengubah cara biji -bijian berorientasi dan prosedur perlakuan panas, kekuatan tarik naik ke 580MPA, yang 15% lebih banyak dari yang biasanya ditemukan di penempaan T6. Ini bekerja dengan baik pada beban utama - bingkai bantalan dari jenis pesawat udara tak berawak tertentu. Multi - pencetakan komposit material adalah perkembangan yang lebih revolusioner. Sebuah perusahaan medis telah menciptakan gelas gradien titanium/hidroksiapatit yang memiliki lapisan bioaktif di permukaan yang membantu tulang tumbuh bersama dan matriks titanium kekuatan {{12} {12} yang tinggi yang dapat menangani bobot gerakan manusia. Ini membuat prostesis berlangsung hingga 25 tahun.
2, Inovasi Struktural: Bergerak dari "Pabrikan Subtraktif" ke "Optimalisasi Topologi"
Manfaat utama dariPencetakan 3D logamApakah itu dapat membuat bentuk rumit yang tidak bisa dilakukan metode lain. Menggunakan optimasi topologi, braket mesin Dreamliner 787 Boeing menggabungkan 20 elemen menjadi satu bagian menggunakan pencetakan 3D. Struktur kisi biomimetik membuat hal -hal 40% lebih baik dalam menyebarkan stres sementara juga membuatnya 30% lebih ringan. Gagasan desain ini telah banyak digunakan di industri otomotif. Misalnya, BMW Group membuat buku jari kemudi aluminium cetak 3D untuk roadster i8 yang ringan karena desain kisi berlubang internalnya. Ini 22% lebih kaku dari pengampunan tradisional dan telah lulus 2 juta tes kelelahan.
Teknologi sirkuit air pendingin konformal telah menjadi "aplikasi pembunuh" dari pencetakan 3D dalam bisnis cetakan. Sebuah perusahaan menyusun sirkuit air pendingin spiral untuk cetakan bumper mobil yang memotong waktu yang diperlukan untuk membuat cetakan dari 90 detik menjadi 55 detik dan memotong laju warping dan deformasi sebesar 82%. Sistem pelari panas memiliki casing yang lebih inovatif: nosel panas standar terdiri dari 12 bagian, sedangkan nozzle panas terintegrasi yang dicetak 3D hanya membutuhkan 3. Dengan mengoptimalkan saluran interior, koefisien ekspansi termal diturunkan sebesar 35%, yang sangat meningkatkan presisi cetakan injeksi.
3, validasi proses: dari membuat satu komponen hingga membuat banyak dari mereka
Banyak industri telah menunjukkan bahwa pencetakan 3D logam dapat digunakan untuk membuat sesuatu dalam jumlah besar. Shenyang Aircraft Industry Corporation (Shenyang Aircraft Corporation) memiliki massa - diproduksi bingkai alloy titanium cetak 3D - bantalan bingkai untuk model pesawat baru. Setiap pesawat menggunakan lebih dari 300 bingkai ini, yang membuatnya 272 kilogram lebih ringan dari metode tradisional dan menghemat 640.000 liter bahan bakar setiap tahun. Porsche menggunakan pencetakan 3D untuk membuat piston 911 GT2 RS, yang meningkatkan output mesin dengan 30 tenaga kuda dengan meningkatkan arsitektur saluran pendingin. Teknologi ini telah digunakan pada jalur produksi yang menghasilkan 100.000 set setahun.
Pencetakan 3D bagian yang kuat kemungkinan besar berguna dalam profesi medis. 3d - cangkir asetabular paduan titanium berpori yang dibuat oleh Johnson & Johnson telah meningkatkan laju pembentukan tulang berkat desain struktur trabekuler tulang biomimetiknya. Ini telah digunakan dalam lebih dari 500.000 contoh di seluruh dunia. Sebuah perusahaan telah menghasilkan pelat tulang paduan titanium cetak 3D khusus untuk operasi ortopedi yang dapat mengubah penempatan dan bentuk lubang berdasarkan data CT pasien. Ini memotong waktu operasi sebesar 40% dibandingkan dengan piring normal dan mempercepat penyembuhan 6 minggu setelah operasi.
4, Restrukturisasi Ekonomi: Beralih dari "Tinggi - Eksperimen Biaya" ke "Mainstream Manufacturing"
Kunci untuk menggunakan pencetakan 3D logam dalam skala besar adalah menurunkan biaya. Menurut Wohlers Associates, harga rata -rata sistem manufaktur aditif industri di seluruh dunia telah turun dari $ 98.105 pada 2019 menjadi $ 93.404 pada tahun 2021. Pada saat yang sama, efisiensi pencetakan telah naik sebesar 300%. Harga bubuk pencetakan 3D Platinum sendiri turun dari 1,448 juta yuan/ton pada tahun 2020 menjadi 781900 yuan/ton pada tahun 2022. Pada saat yang sama, margin laba kotor naik menjadi 38,98%, menunjukkan bahwa perusahaan dapat mengambil keuntungan dari skala ekonomi.
Cara baru untuk menyemprotkan perekat telah membuka cara baru untuk membuat sesuatu dalam skala luas. Bagian desktop logam dan tritech titanium telah bekerja bersama untuk membuat proses semprotan agen ikatan paduan titanium. Proses ini memungkinkan untuk massa - menghasilkan bagian -bagian paduan titanium dengan mencetak benda hijau, vakum sintering mereka hingga kepadatan 98%, dan kemudian pemesinan atau menyelesaikan permukaan. Dibandingkan dengan teknologi SLM, pendekatan ini memotong harga bahan, peralatan, penggunaan energi, dan hal -hal lain sebesar 40% hingga 60%. Teknologi ini digunakan oleh perusahaan 3C listrik tertentu untuk menguji dan membuat selubung jam tangan stainless steel 316L. Biaya masing -masing bagian 35% lebih rendah dibandingkan dengan cetakan injeksi standar.