Bidang aplikasi lan pangembangan pencetakan 3D paduan titanium

Titanium minangka salah sawijining logam sing paling umum digunakake ing manufaktur aditif lan digunakake ing aerospace, piranti panggantos sendi lan bedhah, rangka balap lan sepeda, elektronik, lan produk kinerja dhuwur liyane. Titanium lan paduan berbasis titanium dihargai dening macem-macem industri amarga kekuatan mekanik sing dhuwur, rasio kekuatan-kanggo-bobot sing dhuwur, lan tahan korosi sing luwih apik tinimbang baja tahan karat. Panggunaan bahan iki bisa nggawe roket lan pesawat luwih entheng, saengga ngirit bahan bakar lan nambah kemampuan muatan. Iki uga bisa digunakake kanggo nggawe elektronik sing luwih entheng kayata smartphone lan kacamata VR, uga ing implan medis. Kajaba iku, nalika sifat bawaan titanium digabungake karo kemampuan unik saka pencetakan 3D, kaluwihane bakal luwih jelas. Dadi, apa panggunaan khusus titanium sing dicetak 3D? Apa titanium sing umum Printerana ing pasar? (or) Ana ing pasar?

△Bagian titanium sing dicithak 3D

Sendi pinggul saka GE Additive, bilah kipas saka Sciaky, pucuk roket saka Arcam Darker, komponen kisi titanium saka 3D Systems, stent titanium saka EOS, implan tulang belakang bedah saka Zenith Tecnica

Percetakan 3d ngidini manufaktur titanium sing luwih efisien nalika nyuda limbah bahan mentah. Minangka teknologi aditif, pencetakan 3D logam biasane mung nggunakake bahan sing dibutuhake kanggo mbangun bagean kasebut, bebarengan karo jumlah bahan struktural dhukungan sing relatif cilik. Pencetakan 3D uga ngidini desain sing kompleks, kayata saluran internal lan bagean sing kosong utawa diisi kisi kanggo nyuda bobot, sing ora bisa ditindakake kanthi metode manufaktur liyane. Amarga ora ana cetakan utawa perkakas, pencetakan 3D titanium bisa kanthi efektif nggawe bagean sing unik kayata implan khusus pasien, prototipe, lan alat riset. Ana akeh conto pencetakan 3D titanium kanggo majuake manufaktur, perawatan kesehatan, eksplorasi ruang angkasa lan liya-liyane.

Panggunaan paduan titanium pencetakan 3D

△Ing taun 2023, Panerai ngrilis Submersible S Brabus PAM01283 sing dilengkapi casing titanium cetak 3D. Gambar ing sisih tengen nuduhake yen Holthinrichs Deconstructed ngluncurake jam tangan titanium cetak 3D pisanan.

Pencetakan 3D titanium wis digunakake sacara wiyar kanggo ngasilake produk sing maneka warna kaya piranti medis, sepeda kinerja, jam tangan mewah, lan elektronik konsumen, kanthi pangarep-arep bisa ngirim produk sing entheng nanging kuwat liwat desain inovatif sing asring digawe khusus.

● Produk presisi lan produk elektronik

Cetak 3D bisa ngasilake bagean titanium sing rumit lan berdinding tipis banget, sing asring digunakake kanggo nggawe wadhah jam tangan, kayata jam tangan Panerai lan Holthinrichs sing dituduhake ing ndhuwur. Konon, wadhah jam tangan paduan titanium uga bakal dadi bagean sing bakal teka saka Apple Watch Ultra.

△Tutup pemindah engsel paduan titanium sing dicithak 3D digunakake ing smartphone lipat Honor Magic V2 2023

Ing taun 2023, produsen smartphone Honor ngluncurake Magic V2 lipat anyar, sing nduweni tutup shift engsel titanium sing dicetak 3D sing luwih entheng lan 150% luwih kuwat tinimbang versi aluminium sadurunge. Honor ujar manawa potongan titanium cilik iki, sing bisa dicetak 3D nganti puluhan ewu, minangka kunci daya tahan lan lipatan lan pembukaan produk sing lancar.

● Implan medis lan untu

△Sistem Spacer Construx Mimi Ti implan titanium cetak 3D saka American Orthofix Medical wis disetujoni dening FDA AS ing taun 2021

Ing industri medis, implan titanium sing dicetak 3D wis sukses ing aplikasi balung mburi, pinggul, dhengkul, lan ekstremitas amarga biokompatibilitas bawaan logam lan sifat mekanik sing apik, ditambah karo kemampuan kanggo nyetak 3D struktur keropos khusus (saengga ngaktifake osseointegration) lan kustomisasi massal kanggo asil pasien sing luwih apik. Implan titanium sing dicetak 3D entuk persetujuan lan panjaluk peraturan. Amarga umume implan medis digawe kanggo nutupi akeh wong sing duwe kondisi sing padha, mula ora cocog kanggo kabeh wong. Wong sing duwe penyakit langka asring disingkirake. Saiki, kanthi pencetakan 3D, bisa ngasilake implan sing dirancang khusus kanggo pasien individu.

Ing taun 2023, sawijining ahli bedah ing Inggris nindakake patang operasi pergelangan tangan ing dina sing padha, nggunakake pelat titanium sing dicithak 3D khusus pasien kanggo mbenerake cacat pergelangan tangan sing sadurunge retak. Dr Akshay Malhotra, konsultan ahli bedah ortopedi lan pimpinan klinis kanggo tangan lan pergelangan tangan, ujar: "Sawise proses perencanaan iki rampung, pelat sing digawe khusus dicithak nggunakake bubuk titanium, banjur diuji, dikirim menyang Inggris lan disterilisasi ing Rumah Sakit Kabupaten kanggo persiapan operasi."

△Sekrup titanium cetak 3D CoreLink nduweni struktur keropos sing ningkatake pertumbuhan balung, lan sendi driji titanium khusus pasien anyar saka FingerKit Consortium

Dokter ing Rumah Sakit Manipal ing India nggunakake titanium sing dicetak 3D nalika nambani pasien kanker sing tumore ngrusak dhadhane ing taun 2022. Umumé, implan ukuran iki bakal abot banget kanggo awak manungsa, nanging amarga titanium entheng lan kuwat banget, bobote kurang saka 250 gram, mula cocog kanggo nyetak implan ing njero awak. Amarga sukses implan sing dicetak 3D, pasien kasebut pulih kanthi lengkap lan bisa bali menyang urip normal tanpa gumantung karo mesin eksternal kanggo mbantu dheweke ambegan.

△Liwat percetakan 3D titanium, Angel Cycle Works bisa ngurangi bobot kanthi signifikan lan ngoptimalake desain sepeda Heaven anyar

Titanium sing dicetak 3D iku umum digunakake ing sepeda performa saiki. Titanium digunakake ing engkol, tuas rem, batang, gantungan derailleur, lan malah ing rangka lengkap. Titanium kuwat kaya aluminium lan entheng kaya serat karbon, tanpa masalah kelestarian serat karbon. Produsen sepeda Carbon Wasp nerangake kenapa dheweke ninggalake aluminium lan serat karbon lan milih nggunakake titanium sing dicetak 3D kanggo mbangun lengen engkol aftermarket paling anyar. Carbon Wasp ujar: "Kita nemokake kabeh jinis cara kreatif kanggo ngiket engkol menyang poros girboks tanpa meksa serat karbon, nanging mesthi ana sawetara sisipan logam sing dibutuhake, lan nempelake sisipan menyang serat karbon bakal duwe masalah. Kanggo pitakonan sing ora ana telas. Sawise sawetara prototipe, Carbon Wasp nemokake manawa engkol titanium sing diisi kisi sing dicetak 3D entheng kaya karbon nanging luwih kuwat ing area sing rawan banget. Kita isih mikir serat karbon minangka sing paling apik kanggo akeh panggunaan liyane. bahan, kalebu rangka, nanging kita wis nggarap bagean titanium liyane."

Ngomong babagan rangka lengkap, produsen sepeda Angel Cycle Works ujar manawa dheweke nyetak 3D rangka kabeh titanium ing siji komponen entheng, sing ngirit detik penting saka wektu balapan lan ngaktifake geometri desain anyar. Superbike anyar, sing diarani Heaven, luwih entheng 400 gram tinimbang versi sadurunge. Rangka alloy kabeh titanium liyane sing diluncurake dening Pilot taun iki diarani Pilot Seiren. Rangka sepeda dalan iki kabeh dicetak 3D saka titanium (dipérang dadi telung bagean). Perusahaan kasebut ujar manawa titanium sing dicetak 3D ngidini kanggo ngatur sepeda miturut pilihan pengendara, lan rangka kasebut ora mbutuhake cat utawa lapisan apa wae.

△Perusahaan sepeda Mythos nawakake macem-macem bagean titanium sing dicithak 3D, kalebu setang iki, dene Verve Cycling (tengen) nawakake engkol titanium sing dicithak 3D anyar.

△GKN Aerospace ngrencanakake nambahake printer 3D titanium skala gedhe anyar menyang pabrik Texas

△Amarga NASA mung butuh siji, komponen titanium sing dicetak 3D kanggo lengen sing bisa dipasang ing rembulan luwih masuk akal tinimbang manufaktur tradisional.

● Manufaktur

Produsen semikonduktor ASML saiki nyetak 3D tinimbang nempa preform tray pembawa titanium (digunakake ing produksi wafer), ngirit 64% bahan mentah lan ngirim luwih cepet. Norsk Titanium, perusahaan manufaktur aditif logam sing nggunakake platform deposisi energi terarah (DED), nyetak 80 kilogram (kurang luwih 176 pon) preform bentuk meh bersih nganggo Ti64 kanggo digunakake ing produksi wafer semikonduktor.

△Braket hub roda paduan titanium cetak 3D sing diprodhuksi dening Universitas Washington

△Bubuk titanium

Sawetara perusahaan, kalebu Virtual Foundry, nawakake kawat titanium kanggo pemodelan deposisi leburan (FDM) berbasis ekstruder. Bahan kasebut ngandhut bubuk logam sing dipasang ing PLA lan bisa dicithak nggunakake printer FDM ing suhu ekstruder ing ndhuwur 205 °C. Sawise pasca-proses lan sintering, filamen iki bisa ngasilake bagean logam kanthi kandungan logam luwih saka 90%, saengga cocog kanggo prototipe.

△Laboratorium percetakan 3D logam universitas, Pusat Gabungan Washington kanggo Penyebaran lan Riset Bahan Berlimpah Bumi, nggawe bagean saka titanium

Cekakipun, pangembangan titanium cetak 3D ing mangsa ngarep kebak pangarep-arep lan bakal nduweni peran sing luwih gedhe ing pirang-pirang bidang. Liwat inovasi teknologi lan ekspansi aplikasi sing terus-terusan, titanium cetak 3D bakal nggawa bagean logam sing luwih trep, efisien, lan berkualitas tinggi menyang masyarakat.