Titan ərintisinin 3D çapının tətbiq sahələri və inkişafı

Titan aşqar istehsalında ən çox istifadə edilən metallardan biridir və aerokosmik, oynaq dəyişdirmə və cərrahi alətlərdə, yarış və velosiped çərçivələrində, elektronikada və digər yüksək məhsuldarlıqlı məhsullarda istifadə olunur. Titan və titan əsaslı ərintilər müxtəlif sənaye sahələri tərəfindən yüksək mexaniki möhkəmliyi, yüksək möhkəmlik-çəki nisbəti və paslanmayan poladdan daha yaxşı korroziyaya davamlılığı ilə qiymətləndirilir. Bu materialın istifadəsi raketləri və təyyarələri daha yüngül edə bilər, bununla da yanacağa qənaət edə və faydalı yükü artıra bilər. Bundan əlavə, smartfonlar və VR eynəkləri kimi daha yüngül elektronika istehsalında, eləcə də tibbi implantlarda istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, titanın özünəməxsus xüsusiyyətləri 3D çapın unikal imkanları ilə birləşdirildikdə, üstünlüklər daha da aydın olacaq. Bəs 3D çap olunmuş titanın spesifik istifadə sahələri hansılardır? Titanın ümumi xüsusiyyətləri hansılardır? Printerbazarda varmı?

△3D çaplı titan hissələri

GE Additive-dən bud oynaqları, Sciaky-dən ventilyator bıçaqları, Arcam Darker-dən raket ucları, 3D Systems-dən titan qəfəs komponentləri, EOS-dan titan stentlər, Zenith Tecnica-dan cərrahi onurğa implantları

3D Çap Xammal tullantılarını azaltmaqla yanaşı, titandan daha səmərəli istehsal etməyə imkan verir. Əlavə texnologiya kimi metal 3D çap adətən yalnız hissənin qurulması üçün lazım olan materiallardan, nisbətən az miqdarda dəstəkləyici struktur materialından istifadə edir. 3D çap həmçinin daxili kanallar və boş və ya qəfəslə doldurulmuş hissələr kimi mürəkkəb dizaynların çəkini azaltmasına imkan verir ki, bu da başqa heç bir istehsal üsulu ilə mümkün deyil. Qəliblər və ya alətlər olmadığı üçün titan 3D çapı xəstəyə xas implantlar, prototiplər və tədqiqat alətləri kimi unikal hissələri səmərəli şəkildə yarada bilər. İstehsalı, səhiyyəni, kosmik tədqiqatları və daha çoxunu inkişaf etdirmək üçün titandan 3D çap nümunələri saysız-hesabsızdır.

3D çap titan ərintisinin istifadəsi

△2023-cü ildə Panerai, 3D çaplı titan korpusla təchiz olunmuş Submersible S Brabus PAM01283 saatını buraxdı. Sağdakı şəkildə Holthinrichs Deconstructed şirkətinin ilk 3D çaplı titan saatını təqdim etdiyi görünür.

Titan 3D çapı artıq tibbi cihazlar, performans velosipedləri, lüks saatlar və istehlakçı elektronikası kimi müxtəlif məhsulların istehsalında geniş istifadə olunur və innovativ, tez-tez xüsusi dizaynlar vasitəsilə yüngül, lakin güclü məhsullar təqdim etmək ümidi ilə istifadə olunur.

● Dəqiq məhsullar və elektron məhsullar

3D çap çox nazik divarlı, mürəkkəb titan hissələri istehsal edə bilər ki, bunlar da tez-tez yuxarıda göstərilən Panerai və Holthinrichs saatları kimi saat korpuslarının hazırlanmasında istifadə olunur. Titan ərintisindən hazırlanmış saat korpuslarının da Apple Watch Ultra-nın gələcək hissəsi olacağı deyilir.

△2023-cü il Honor Magic V2 qatlanan smartfonunda istifadə edilən 3D çaplı titan ərintisindən hazırlanmış menteşə sürüşmə qapağı

2023-cü ildə smartfon istehsalçısı Honor, əvvəlki alüminium versiyasından daha yüngül və 150% daha möhkəm olan 3D çaplı titandan hazırlanmış menteşeli sürüşmə örtüyünə malik yeni qatlanan Magic V2-ni təqdim etdi. Honor, on minlərlə 3D çap edilə bilən bu kiçik titan parçasının məhsulun davamlılığının, rahat qatlanmasının və açılmasının açarı olduğunu söylədi.

● Tibbi və diş implantları

△American Orthofix Medical şirkətinin 3D çaplı titan implantı Construx Mimi Ti Spacer Sistemi ABŞ FDA tərəfindən 2021-ci ildə təsdiqlənib.

Tibb sənayesində 3D çap olunmuş titan implantları, metalın özünəməxsus biouyğunluğu və yaxşı mexaniki xüsusiyyətləri, xüsusi məsaməli strukturları 3D çap etmək (bununla da osseointeqrasiyanı təmin etmək) və daha yaxşı xəstə nəticələri üçün kütləvi fərdiləşdirmə qabiliyyəti sayəsində onurğa, omba, diz və ətraf tətbiqlərində uğur qazanmışdır. 3D çap olunmuş titan implantları tənzimləyicilərin təsdiqini və tələbini qazanır. Əksər tibbi implantlar eyni vəziyyətdə olan çox sayda insanı əhatə etmək üçün hazırlandığından, onlar hər kəs üçün uyğun deyil. Nadir xəstəlikləri olan insanlar tez-tez istisna olunur. İndi 3D çapla fərdi xəstələr üçün xüsusi olaraq hazırlanmış implantlar istehsal etmək mümkündür.

2023-cü ildə Böyük Britaniyada bir cərrah eyni gündə dörd bilək əməliyyatı həyata keçirərək, əvvəllər sınıq olan bilək deformasiyalarını düzəltmək üçün xəstəyə xas 3D çap olunmuş titan lövhələrdən istifadə etmişdir. Ortopedik cərrah və əllər və biləklər üzrə klinik rəhbər Dr. Akshay Malhotra dedi: “Bu planlaşdırma prosesi başa çatdıqdan sonra sifarişlə hazırlanmış lövhələr titan tozu istifadə edilərək çap olunur, sonra sınaqdan keçirilir, Böyük Britaniyaya göndərilir və əməliyyata hazırlıq məqsədilə Qraflıq Xəstəxanasında sterilizasiya edilir.”

△CoreLink-in 3D çaplı titan vintləri sümük böyüməsini təşviq edən məsaməli bir quruluşa və FingerKit Konsorsiumunun yeni xəstəyə xas titan barmaq oynaqlarına malikdir.

Hindistandakı Manipal Xəstəxanasının həkimləri 2022-ci ildə şişi sinəsini məhv edən xərçəng xəstəsini müalicə edərkən 3D çap olunmuş titandan istifadə etdilər. Ümumiyyətlə, bu ölçülü implantlar insan bədəni üçün daşımaq üçün çox ağır olardı, lakin titan yüngül və çox möhkəm olduğundan, 250 qramdan az çəkiyə malik olduğundan, implantları bədən daxilində çap etmək üçün idealdır. 3D çap olunmuş implantın uğuru sayəsində xəstə tamamilə sağaldı və nəfəs almasına kömək etmək üçün xarici maşınlara etibar etmədən normal həyatına qayıda bildi.

△Titan 3D çapı vasitəsilə Angel Cycle Works yeni Heaven velosipedinin çəkisini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa və dizaynını optimallaşdırmağa nail oldu.

3D çap olunmuş titan bugünkü performans velosipedlərində geniş yayılmışdır. Titan kranklarda, əyləc qollarında, dayaqlarda, sürət qutusu asqılarında və hətta tam çərçivələrdə istifadə olunur. Titan alüminium qədər möhkəm və karbon lif qədər yüngüldür, karbon lifinin davamlılıq problemləri yoxdur. Velosiped istehsalçısı Carbon Wasp, ən son satış sonrası krank qollarını qurmaq üçün alüminium və karbon lifindən imtina edərək 3D çap olunmuş titandan istifadə etməyin səbəbini izah edir. Carbon Wasp dedi: “Karbon lifini sıxmadan krankı sürət qutusu şaftına bərkitmək üçün hər cür yaradıcı yollar tapdıq, lakin həmişə bəzi metal əlavələr tələb olunurdu və əlavələri karbon lifinə yapışdırmaqda problemlər yaranırdı. Sonsuz suallara cavab olaraq. Bir az prototip hazırladıqdan sonra Carbon Wasp, 3D çap olunmuş qəfəslə doldurulmuş titan krankının karbon qədər yüngül, lakin çox zərbəyə meylli sahələrdə daha güclü olduğunu aşkar etdi. Biz hələ də karbon lifinin çərçivə də daxil olmaqla bir çox digər istifadə materialları üçün ən yaxşısı olduğunu düşünürük, lakin artıq digər titan hissələri üzərində işləyirik.”

Tam çərçivələrdən danışarkən, velosiped istehsalçısı Angel Cycle Works, yarış vaxtını vacib saniyələrdə azaldan və yeni dizayn həndəsələrinə imkan verən bir yüngül komponentdə tam titan çərçivəni 3D çap etdiyini bildirir. Heaven adlı yeni superbaykı əvvəlki versiyadan 400 qram daha yüngüldür. Bu il Pilot tərəfindən təqdim edilən başqa bir tam titan ərintisindən hazırlanmış çərçivə Pilot Seiren adlanır. Yol velosipedinin çərçivəsi tamamilə titandan (üç hissəyə bölünmüş) 3D çap olunub. Şirkət bildirir ki, titandan 3D çap velosipedi sürücünün seçiminə uyğunlaşdırmağa imkan verir və çərçivənin heç bir boya və ya örtük tələb etmir.

△Velosiped şirkəti Mythos müştərilərə sükanlar da daxil olmaqla, bir sıra 3D çaplı titan hissələri təklif edir, Verve Cycling (sağda) isə yeni 3D çaplı titan krankları təklif edir.

△GKN Aerospace, Texasdakı fabrikinə yeni genişmiqyaslı titan 3D printer əlavə etməyi planlaşdırır

△NASA-nın yalnız birinə ehtiyacı olduğundan, Ayda yerləşdirilə bilən qolu üçün 3D çap titan komponentləri ənənəvi istehsaldan daha məntiqlidir.

● İstehsalat

Yarımkeçirici istehsalçısı ASML, titan daşıyıcı qab preformlarını (plastinka istehsalında istifadə olunur) döymək əvəzinə, 3D çap edir, xammalda 64% qənaət edir və onları daha sürətli çatdırır. Yönləndirilmiş enerji çökdürmə (DED) platformasından istifadə edən metal qatqı istehsal edən Norsk Titanium, yarımkeçirici plastin istehsalında istifadə üçün Ti64 ilə 80 kiloqram (təxminən 176 funt) yaxın xalis forma preformları çap edir.

△Vaşinqton Universiteti tərəfindən istehsal olunmuş 3D çaplı titan ərintisi təkər mərkəzi mötərizəsi

△Titan tozu

Virtual Foundry də daxil olmaqla bir neçə şirkət ekstruder əsaslı əridilmiş çökmə modelləşdirməsi (FDM) üçün titan məftil təklif edir. Material PLA-ya yerləşdirilmiş metal tozunu ehtiva edir və 205 °C-dən yuxarı ekstruder temperaturlarında FDM printerləri istifadə edərək çap edilə bilər. Sonradan emal və sinterləmədən sonra bu filamentlər 90%-dən çox metal tərkibli metal hissələr istehsal edə bilər ki, bu da onları prototipləşdirmə üçün uyğun edir.

△Universitetin metal 3D çap laboratoriyası, Vaşinqton Yer Zəngin Materiallarının Yerləşdirilməsi və Tədqiqi üzrə Birgə Mərkəzi, titandan hissələr hazırlayır

Bir sözlə, 3D çap olunmuş titan materialının gələcək inkişafı ümidlə doludur və bir çox sahədə daha böyük rol oynayacaq. Davamlı texnoloji yenilik və tətbiqin genişləndirilməsi sayəsində 3D çap olunmuş titan materialı cəmiyyətə daha rahat, səmərəli və yüksək keyfiyyətli metal hissələri gətirəcək.