זה מיושם בדרך כלל לייצור הדגמים בתחומי ייצור התבניות והעיצוב התעשייתי ולאחר מכן משמש במוצרים מסוימים המייצרים בהדרגה. חלקי חילוף מסוימים כבר יוצרו על ידי טכנולוגיה זו. טכנולוגיה זו שימשה בתכשיטים, נעליים, עיצוב תעשייתי, הנדסת אדריכלות ובנייה (AEC), רכב, תעופה וחלל, תעשיות שיניים ורפואה, חינוך, מערכת מידע גיאוגרפית, הנדסה אזרחית, רובים וכן הלאה.
עם הפיתוח המתמשך של הטכנולוגיה, תעשיית הייצור מובילה ללא הרף את גלי החדשנות. חומר סגסוגת הטיטניום זוכה לתשומת לב רבה בגלל החוזק הגבוה שלו, הצפיפות הנמוכה שלו, עמידות טובה בפני קורוזיה ותאימות ביולוגית טובה. הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומי התעופה והחלל, מכשור רפואי וכו'. טכנולוגיית ההדפסה התלת מימדית מסגסוגת טיטניום מביאה את הרפורמה העמוקה לתעשיית הייצור כטכנולוגיה מובילה.
היתרונות של חומר מסגסוגת טיטניום בהדפסת תלת מימד
1. חוזק ספציפי גבוה
הצפיפות של סגסוגות טיטניום היא רק 60 אחוז מפלדה. החוזק של טיטניום טהור קרוב לזה של פלדה רגילה. כמה סגסוגות טיטניום חוזק גבוה עולות על החוזק של פלדות מסגסוגת מבניות רבות. לכן, החוזק הספציפי של סגסוגות טיטניום (חוזק/צפיפות) גדול בהרבה מזה של חומרי מתכת אחרים, כך שניתן להשתמש בחומר זה לייצור חוזק יחידה גבוה, קשיחות טובה, חלקים קלים. כיום, רכיבי מנוע מטוסים, שלדים, עור, מחברים וגלגלי נחיתה עשויים כולם מסגסוגת טיטניום.
2. עוצמת חום גבוהה
טמפרטורת הפעולה של סגסוגת טיטניום גבוהה בכמה מאות מעלות מזו של סגסוגת אלומיניום. זה יכול לעבוד ב-450 מעלות -500 מעלות במשך זמן רב. טמפרטורת העבודה של סגסוגת אלומיניום היא מתחת ל-200 מעלות.
3. עמידות בפני קורוזיה טובה
סגסוגת הטיטניום יכולה לעבוד במדיום של האטמוספרה הלחה ומי ים. העמידות שלו בפני קורוזיה טובה בהרבה מהנירוסטה והיא חזקה במיוחד בעמידות בפני בור קורוזיבי, קורוזיה חומצית וקורוזיה מתח.
4. ביצועי טמפרטורה נמוכה
סגסוגת טיטניום יכולה לשמור על התכונות המכניות שלה בטמפרטורה נמוכה. לדוגמה, TA7 יכול לשמור על מידה מסוימת של פלסטיות ב--253 תואר. זה גם חומר מבני חשוב בטמפרטורה נמוכה.
היישום של סגסוגות טיטניום בהדפסת תלת מימד
1. תעופה וחלל
בתעשייה האווירית, חלקי ייצור תוספים מבוססי טיטניום שימשו למטרות מסחריות וצבאיות במידה רבה. טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מסגסוגת טיטניום מספקת פתרונות של ייצור חלקי חילוף קלים ובעלי חוזק גבוה לתחום התעופה והחלל.
2. מכשירים רפואיים
בתחום הרפואי, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מסגסוגת טיטניום נמצאת בשימוש נרחב בהשתלות העצם, השתלות המכתשית וכן הלאה. כעת השתלים המעוצבים במיוחד עבור מטופל בודד יוצרו על ידי הדפסת תלת מימד. המאפיין המותאם ביותר שלו הופך את המכשירים הרפואיים להתאים היטב להבדלים אינדיבידואליים של מטופלים.
3. ייצור רכב
על ידי שימוש בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד מסגסוגת טיטניום, תחום הרכב מאיץ את המחקר והפיתוח של מכוניות חדשות, מייצר את המבנה הקל ומשפר את יעילות הדלק. במקביל, נעשה שימוש בטכנולוגיה זו לתחזוקה והתאמה אישית של חלקי הרכב.
4. שדה אנרגיה
טכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית מסגסוגת טיטניום מסוגלת לייצר חלקים מרכזיים של ציוד אנרגיה יעיל ביותר כגון להבי טורבינת גז, ציוד אנרגיית רוח וכן הלאה.
מגמה וסיכוי עתידי
כטכנולוגיית ייצור מתקדמת, אוסף של עיצוב וייצור, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד טיטניום מושכת תשומת לב נרחבת בכל תחומי החיים ומראה את סיכוי היישום הרחב שלה בתחומים המתוחכמים של תעופה וחלל, הגנה לאומית וצבא, ביו-רפואה, רכב ומהירות גבוהה מַעֲקֶה. עם זאת, זה מתחיל מאוחר יחסית לטכנולוגיה המסורתית. היסטוריית הפיתוח שלה היא רק כ-30 שנה, וזה הרחק מאחורי מדינות מתקדמות אחרות בעולם. לדוגמה, יעילות היצירה של חלקי סגסוגת טיטניום נמוכה, הדיוק לא יכול להגיע לרמת דיוק גבוהה, עלות הציוד והחומרים גבוהה והבעיות של היישום התעשייתי והמסחרי בקנה מידה גדול אינן ממומשות, במיוחד דיכוי פגמים של חלקים יוצרים. נכון להיום, הליקויים עדיין קיימים בתהליך היווצרות חלקים בארצנו. המחקר של עיוות כדורי, סדק, נקבוביות, עיוות וכו' נמצא בשלב ראשוני. יש צורך במחקר רב בדחיפות.
- בהיבט החומר, יש צורך לחקור ולפתח את ציוד הייצור וטכניקות ייצור של אבקת סגסוגת טיטניום כדורית חדשה, לשפר את איכות אבקת סגסוגת טיטניום (גודל חלקיקים, כדוריות, נזילות, הכללת גז וכו') ולשפר עוד יותר. המבנה והתכונות המכניות של חלקים. חוץ מזה, זה יפחית את העלות על ידי שיפור תפוקת האבקה ומחזור אבקה ושימוש חוזר.
- בהיבט של ציוד, מצד אחד, שיפור יעילות הגיבוש, דיוק יצירת הציוד והפחתת העלות וכו'; מצד שני, מחקר ופיתוח ציוד הדפסה תעשייתי גדול כדי לממש את הייצור והיישום ההמוני.
- בהיבט הבדיקה, עם מגמת הפיתוח של הדפסה תלת מימדית לכיוון של קנה מידה גדול, מורכבות ודיוק, לשיטות בדיקה לא הרסניות מסורתיות רבות יש את האזור העיוור, ולכן יש צורך בפיתוח שיטות הבדיקה הלא הרסניות החדשות; טכנולוגיית בדיקה מקוונת של ניטור המבנה והליקויים בזמן אמת היא אחת מנקודות המפתח בעתיד; חוץ מזה, זהו בסיס היישום הרחב של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד כדי לבסס ולשפר תקני בדיקה לא הרסניים.
- בהיבט הטכניקות, ייעול נוסף של תהליך טכנולוגיית ההדפסה התלת מימדית, דיכוי הפגמים בתהליך היצירה ושיפור התכונות המכניות של חלקים נוצרים. הבעיות המרכזיות של חוק האבולוציה של מתח פנימי, דפורמציה והתנהגות פיצוח, והמנגנון של פגמים בתהליך היווצרות, עדיין צריכות להיחקר בעתיד.