Mga natad sa aplikasyon ug pag-uswag sa titanium alloy 3D printing

Ang titanium usa sa labing kasagarang gigamit nga metal sa additive manufacturing ug gigamit sa aerospace, joint replacement ug surgical tools, racing ug bicycle frames, electronics ug uban pang high-performance nga mga produkto. Ang titanium ug titanium-based alloys gipabilhan sa lain-laing mga industriya tungod sa ilang taas nga mechanical strength, taas nga strength-to-weight ratio, ug mas maayo nga corrosion resistance kay sa stainless steel. Ang paggamit niini nga materyal makapagaan sa mga rocket ug eroplano, sa ingon makadaginot sa gasolina ug makadugang sa kapasidad sa payload. Mahimo usab kini gamiton sa paghimo og mas gaan nga mga electronics sama sa mga smartphone ug VR goggles, ingon man sa mga medical implant. Dugang pa, kung ang kinaiyanhong mga kabtangan sa titanium gihiusa sa talagsaon nga mga kapabilidad sa 3D printing, ang mga bentaha mas klaro pa. Busa, unsa ang mga espesipikong gamit sa 3D printed titanium? Unsa ang kasagarang titanium Tig-imprintanaa sa merkado?

△3D nga giimprinta nga mga piyesa sa titanium

Mga lutahan sa bat-ang gikan sa GE Additive, mga blade sa fan gikan sa Sciaky, mga tumoy sa rocket gikan sa Arcam Darker, mga sangkap sa titanium lattice gikan sa 3D Systems, mga stent sa titanium gikan sa EOS, mga surgical spinal implants gikan sa Zenith Tecnica

3d Printing nagtugot sa mas episyente nga paggama sa titanium samtang nagpamenos sa basura sa hilaw nga materyales. Isip usa ka additive nga teknolohiya, ang metal 3D printing kasagaran mogamit lamang sa mga materyales nga gikinahanglan sa pagtukod sa bahin, uban sa gamay nga kantidad sa suporta nga materyal sa istruktura. Ang 3D printing nagtugot usab sa mga komplikado nga disenyo, sama sa internal nga mga kanal ug mga bahin nga haw-ang o puno sa lattice aron makunhuran ang gibug-aton, nga dili mahimo sa bisan unsang ubang pamaagi sa paggama. Tungod kay walay mga molde o himan, ang titanium 3D printing makadaginot sa paghimo og mga talagsaon nga bahin sama sa mga implant, prototype, ug mga gamit sa panukiduki nga espesipiko sa pasyente. Adunay dili maihap nga mga pananglitan sa 3D printing titanium aron mapalambo ang paggama, pag-atiman sa panglawas, eksplorasyon sa kawanangan ug uban pa.

Mga gamit sa 3D printing nga titanium alloy

△Niadtong 2023, gipagawas sa Panerai ang Submersible S Brabus PAM01283 nga adunay 3D printed titanium case. Ang hulagway sa tuo nagpakita nga gilunsad sa Holthinrichs Deconstructed ang unang 3D printed titanium nga relo.

Ang titanium 3D printing kay kaylap na nga gigamit sa paghimo og lain-laing mga produkto sama sa mga medical device, performance bicycle, luxury watches ug consumer electronics, nga adunay paglaum nga makahatag og gaan apan lig-on nga mga produkto pinaagi sa mga inobatibo ug kasagaran gipahaom nga mga disenyo.

● Mga produkto nga may katukma ug mga produktong elektroniko

Ang 3D printing makahimo og nipis kaayo nga bungbong, komplikado nga mga parte sa titanium, nga kasagarang gigamit sa paghimo og mga watch cases, sama sa mga relo nga Panerai ug Holthinrichs nga gipakita sa ibabaw. Giingon nga ang mga titanium alloy watch cases mahimo usab nga usa ka umaabot nga bahin sa Apple Watch Ultra.

△3D printed nga titanium alloy hinge shift cover nga gigamit sa 2023 Honor Magic V2 folding smartphone

Niadtong 2023, gilunsad sa tiggama og smartphone nga Honor ang bag-ong foldable Magic V2, nga adunay 3D-printed titanium hinged shift cover nga mas gaan ug 150% mas lig-on kaysa sa miaging aluminum nga bersyon. Matod pa sa Honor, kining gamay nga titanium nga piraso, nga mahimong i-3D print sa napulo ka libo, mao ang yawe sa kalig-on sa produkto ug sa hapsay nga pagpilo ug pagbuklad.

● Mga medikal ug dental implant

△Ang 3D printed titanium implant nga Construx Mimi Ti Spacer System sa American Orthofix Medical giaprobahan sa US FDA niadtong 2021

Sa industriya sa medisina, ang 3D printed titanium implants malampuson sa mga aplikasyon sa dugokan, bat-ang, tuhod, ug mga parte sa lawas tungod sa kinaiyanhong biocompatibility ug maayong mekanikal nga mga kabtangan sa metal, inubanan sa abilidad sa 3D printing nga custom porous structures (sa ingon makapahimo sa osseointegration) ug mass customization para sa mas maayong resulta sa pasyente. Ang 3D printed titanium implants nakakuha og regulatory approval ug demand. Tungod kay kadaghanan sa mga medical implants gihimo aron matabonan ang daghang mga tawo nga adunay parehas nga kondisyon, dili kini angay para sa tanan. Ang mga tawo nga adunay talagsaon nga mga sakit kanunay nga wala iapil. Karon, uban sa 3D printing, posible na ang paghimo og mga implant nga espesipikong gidisenyo para sa indibidwal nga mga pasyente.

Niadtong 2023, usa ka siruhano sa UK ang nagpahigayon og upat ka operasyon sa pulso sa samang adlaw, gamit ang 3D-printed titanium plates nga espesipiko sa pasyente aron matul-id ang kaniadto nabali nga mga deformidad sa pulso. Si Dr. Akshay Malhotra, consultant orthopedic surgeon ug clinical lead para sa mga kamot ug pulso, miingon: “Kung makompleto na kini nga proseso sa pagplano, ang mga bespoke plate i-imprinta gamit ang titanium powder, dayon sulayan, ipadala sa UK ug isterilisahon sa County Hospital isip pagpangandam alang sa operasyon."

△Ang 3D printed titanium screws sa CoreLink adunay porous nga istruktura nga nagpasiugda sa pagtubo sa bukog, ug ang bag-ong patient-specific titanium finger joints sa FingerKit Consortium

Ang mga doktor sa Manipal Hospital sa India migamit og 3D printed titanium sa dihang ilang gitambalan ang usa ka pasyente sa kanser kansang tumor nagdaot sa iyang dughan niadtong 2022. Sa kinatibuk-an, ang mga implant nga ingon niini kadako bug-at ra kaayo para sa lawas sa tawo, apan tungod kay ang titanium gaan ug kusgan kaayo, nga wala pay 250 gramos ang gibug-aton, kini sulundon alang sa pag-imprinta og mga implant sulod sa lawas. Tungod sa kalampusan sa 3D printed implant, ang pasyente hingpit nga naayo ug nakabalik sa iyang normal nga kinabuhi nga wala magsalig sa mga eksternal nga makina aron matabangan siya nga makaginhawa.

△Pinaagi sa titanium 3D printing, ang Angel Cycle Works nakahimo sa pagpakunhod sa gibug-aton ug pag-optimize sa disenyo sa bag-ong Heaven bike

Ang 3D printed titanium komon na sa mga performance bike karon. Ang titanium gigamit sa mga crank, brake lever, stem, derailleur hangers, ug bisan sa mga full frame. Ang titanium sama kalig-on sa aluminum ug sama ka gaan sa carbon fiber, nga walay mga isyu sa sustainability sa carbon fiber. Ang tiggama og bisikleta nga Carbon Wasp nagpatin-aw nganong gibiyaan nila ang aluminum ug carbon fiber pabor sa paggamit sa 3D printed titanium aron paghimo sa pinakabag-o nga aftermarket crank arms niini. Ang Carbon Wasp miingon: “Nakahunahuna kami og tanang matang sa mamugnaong mga paagi aron i-clamp ang crank sa gearbox shaft nga dili mapislit ang carbon fiber, apan kanunay adunay pipila ka metal inserts nga gikinahanglan, ug ang pagdikit sa mga insert sa carbon fiber adunay mga problema. Human sa pipila ka prototyping, nakita sa Carbon Wasp nga ang usa ka 3D printed lattice-filled titanium crank sama ka gaan sa carbon apan mas lig-on sa mga lugar nga dali ra maapektuhan. Nagtuo gihapon kami nga ang carbon fiber mao ang labing maayo alang sa daghang uban pang gamit. mga materyales, lakip ang frame, apan nagtrabaho na kami sa ubang mga piyesa sa titanium.”

Naghisgot bahin sa full frames, ang tiggama sa bisikleta nga Angel Cycle Works nag-ingon nga kini nag-3D print og all-titanium frame sa usa ka gaan nga component, nga nagpamenos sa importanteng mga segundo sa oras sa lumba ug nagtugot sa bag-ong mga geometriya sa disenyo. Ang bag-ong superbike niini, nga gitawag og Heaven, mas gaan og 400 gramos kaysa sa miaging bersyon. Laing all-titanium alloy frame nga gilunsad sa Pilot karong tuiga gitawag og Pilot Seiren. Ang frame sa road bike hingpit nga 3D printed gikan sa titanium (gibahin sa tulo ka bahin). Ang kompanya nag-ingon nga ang 3D printing titanium nagtugot niini sa pag-customize sa bisikleta sumala sa gusto sa nagsakay, ug ang frame wala magkinahanglan og bisan unsang pintura o coating.

△Ang kompanya sa bisikleta nga Mythos nagtanyag sa mga kustomer og lain-laing mga 3D printed nga titanium nga mga piyesa, lakip na kini nga mga handlebar, samtang ang Verve Cycling (tuo) nagtanyag og bag-ong 3D printed nga titanium cranks.

△Nagplano ang GKN Aerospace nga magdugang og bag-ong dako nga titanium 3D printer sa pabrika niini sa Texas

△Tungod kay usa ra ang gikinahanglan sa NASA, ang 3D printing titanium components para sa lunar deployable arm mas makatarunganon kaysa tradisyonal nga paggama.

● Paggama

Ang tiggama og semiconductor nga ASML karon nag-3D printing na imbes nga mag-forge og titanium carrier tray preforms (gigamit sa produksiyon sa wafer), nga nakadaginot og 64% sa hilaw nga materyales ug mas paspas nga makahatud niini. Ang Norsk Titanium, usa ka kompanya sa metal additive manufacturing nga naggamit og directed energy deposition (DED) platform, nag-imprinta og 80 ka kilo (gibana-bana nga 176 ka libra) nga near-net shape preforms gamit ang Ti64 para magamit sa produksiyon sa semiconductor wafer.

△3D printed nga titanium alloy wheel hub bracket nga gihimo sa University of Washington

△Pulbos nga titanium

Daghang mga kompanya, lakip ang Virtual Foundry, ang nagtanyag og titanium wire para sa extruder-based fused deposition modeling (FDM). Ang materyal adunay metal powder nga gisulod sa PLA ug mahimong i-imprinta gamit ang FDM printers sa temperatura sa extruder nga labaw sa 205 °C. Human sa post-processing ug sintering, kini nga mga filament makahimo og mga metal nga parte nga adunay metal content nga sobra sa 90%, nga naghimo niini nga angay alang sa prototyping.

△Ang laboratoryo sa pag-imprinta sa metal nga 3D sa unibersidad, ang Washington Joint Center for Earth Abundant Materials Deployment and Research, naghimo og mga piyesa gikan sa titanium

Sa laktod nga pagkasulti, ang umaabot nga pag-uswag sa 3D printed titanium puno sa paglaum ug adunay mas dako nga papel sa daghang mga natad. Pinaagi sa padayon nga inobasyon sa teknolohiya ug pagpalapad sa aplikasyon, ang 3D printed titanium magdala ug mas kombenyente, episyente ug taas nga kalidad nga mga piyesa sa metal sa katilingban.