Титан эритмесин 3D басып чыгарууну колдонуу чөйрөлөрү жана өнүктүрүү

Титан кошумча өндүрүштө эң көп колдонулган металлдардын бири болуп саналат жана аэрокосмостук, муундарды алмаштыруучу жана хирургиялык шаймандарда, жарыш жана велосипед рамаларында, электроникада жана башка жогорку өндүрүмдүү продукцияларда колдонулат. Титан жана титан негизиндеги эритмелер ар кандай тармактарда жогорку механикалык бекемдиги, жогорку бекемдик-салмак катышы жана дат баспас болотко караганда жакшыраак коррозияга туруктуулугу үчүн бааланат. Бул материалды колдонуу ракеталарды жана учактарды жеңилдетип, ошону менен күйүүчү майды үнөмдөп, пайдалуу жүктү көбөйтөт. Аны ошондой эле смартфондор жана VR көз айнектери сыяктуу жеңил электрониканы жасоодо, ошондой эле медициналык имплантаттарда колдонсо болот. Андан тышкары, титандын табигый касиеттери 3D басып чыгаруунун уникалдуу мүмкүнчүлүктөрү менен айкалышканда, артыкчылыктары ого бетер айкын болот. Ошентип, 3D басылган титандын конкреттүү колдонулушу кандай? Титандын кеңири таралган түрлөрү кайсылар? Принтербазарда барбы?

△3D басылган титан бөлүктөрү

GE Additive компаниясынан жамбаш муундары, Sciaky компаниясынан желдеткич пышактары, Arcam Darker компаниясынан ракета учтары, 3D Systems компаниясынан титан торчосунун компоненттери, EOS компаниясынан титан стенттер, Zenith Tecnica компаниясынан хирургиялык жүлүн имплантаттары

3D басып чыгаруу Чийки заттын калдыктарын азайтуу менен титанды натыйжалуураак өндүрүүгө мүмкүндүк берет. Кошумча технология катары металл 3D басып чыгаруу, адатта, тетикти куруу үчүн керектүү материалдарды гана, ошондой эле салыштырмалуу аз өлчөмдөгү таяныч конструкциялык материалды колдонот. 3D басып чыгаруу ошондой эле башка өндүрүш ыкмалары менен мүмкүн болбогон ички каналдар жана көңдөй же торчо менен толтурулган тетиктер сыяктуу татаал конструкцияларды жасоого мүмкүндүк берет. Калыптар же шаймандар жок болгондуктан, титан 3D басып чыгаруу пациентке мүнөздүү имплантаттар, прототиптер жана изилдөө куралдары сыяктуу уникалдуу тетиктерди үнөмдүү түрдө түзө алат. Өндүрүштү, саламаттыкты сактоону, космосту изилдөөнү жана башкаларды өнүктүрүү үчүн титанды 3D басып чыгаруунун сансыз мисалдары бар.

3D басып чыгарууда титан эритмесин колдонуу

△2023-жылы Panerai компаниясы 3D басылган титан корпусу менен жабдылган Submersible S Brabus PAM01283 саатын чыгарган. Оң жактагы сүрөттө Holthinrichs Deconstructed компаниясы биринчи 3D басылган титан саатын чыгарганы көрсөтүлгөн.

Титандан 3D басып чыгаруу медициналык аппараттар, жогорку сапаттагы велосипеддер, люкс сааттар жана керектөөчү электроника сыяктуу ар кандай продукцияларды өндүрүү үчүн кеңири колдонулуп келет, инновациялык, көп учурда жекече дизайндар аркылуу жеңил, бирок бекем продукцияларды жеткирүү үмүтү менен.

● Тактыктагы буюмдар жана электрондук буюмдар

3D басып чыгаруу өтө жука дубалдуу, татаал титан тетиктерин чыгара алат, алар көбүнчө жогоруда көрсөтүлгөн Panerai жана Holthinrichs сааттары сыяктуу саат корпустарын жасоодо колдонулат. Титан эритмесинен жасалган саат корпустары да Apple Watch Ultraнын келечектеги бөлүгү болору айтылууда.

△2023-жылкы Honor Magic V2 бүктөлүүчү смартфонунда колдонулган 3D басылган титан эритмесинен жасалган шарнирдик жылдыруучу капкак

2023-жылы смартфон чыгаруучу Honor компаниясы мурунку алюминий версиясына караганда жеңилирээк жана 150% бекемирээк болгон 3D басып чыгарылган титандан жасалган шарнирлүү которуштуруу капкагы менен жабдылган жаңы бүктөлүүчү Magic V2 телефонун чыгарган. Honor компаниясынын айтымында, он миңдеген 3D басып чыгарууга мүмкүн болгон бул кичинекей титан бөлүк продуктунун бышыктыгынын жана жылмакай бүктөлүшүнүн жана жайылышынын ачкычы болуп саналат.

● Медициналык жана стоматологиялык имплантаттар

△American Orthofix Medical компаниясынын 3D басылган титан имплантаты Construx Mimi Ti Spacer System АКШнын FDA тарабынан 2021-жылы бекитилген.

Медицина тармагында 3D басылган титан имплантаттары металлдын биошайкештиги жана жакшы механикалык касиеттеринен улам омуртка, жамбаш, тизе жана бут-колдордо ийгиликтүү колдонулуп келет, ошондой эле 3D басып чыгаруу мүмкүнчүлүгү менен бирге ыңгайлаштырылган тешиктүү структураларды (ошону менен остеоинтеграцияны камсыз кылат) жана бейтаптардын жакшы натыйжалары үчүн массалык ыңгайлаштыруу мүмкүнчүлүгү бар. 3D басылган титан имплантаттары жөнгө салуучу органдардын макулдугун жана суроо-талабын алууда. Көпчүлүк медициналык имплантаттар бирдей оорулуу көптөгөн адамдарды камтуу үчүн жасалгандыктан, алар баарына эле ылайыктуу эмес. Сейрек кездешүүчү оорулар менен ооруган адамдар көп учурда четтетилет. Эми 3D басып чыгаруу менен ар бир бейтап үчүн атайын иштелип чыккан имплантаттарды чыгарууга болот.

2023-жылы Улуу Британиядагы бир хирург бир эле күнү билектин төрт операциясын жасап, мурда сынган билектин деформацияларын оңдоо үчүн бейтапка мүнөздүү 3D басылган титан пластиналарын колдонгон. Ортопед-хирург жана кол жана билектин клиникалык жетекчиси доктор Акшай Малхотра мындай деди: "Бул пландаштыруу процесси аяктагандан кийин, заказ боюнча жасалган пластиналар титан порошогу менен басылып чыгарылат, андан кийин текшерилет, Улуу Британияга жөнөтүлөт жана операцияга даярдануу үчүн округдук ооруканада стерилденет".

△CoreLink компаниясынын 3D басылган титан бурамалары сөөктүн өсүшүнө өбөлгө түзгөн тешиктүү түзүлүшкө жана FingerKit Consortium компаниясынын бейтапка тиешелүү жаңы титан манжа муундарына ээ.

Индиядагы Манипал ооруканасынын дарыгерлери 2022-жылы көкүрөгүндөгү шишикти жок кылып жаткан рак менен ооруган бейтапты дарылоодо 3D басылган титанды колдонушкан. Жалпысынан алганда, мындай өлчөмдөгү имплантаттар адам денеси үчүн өтө оор болот, бирок титан жеңил жана абдан бекем болгондуктан, салмагы 250 граммдан аз болгондуктан, ал импланттарды дененин ичине басып чыгаруу үчүн идеалдуу. 3D басылган импланттын ийгилигинин аркасында бейтап толугу менен айыгып, дем алууга жардам берүүчү тышкы аппараттарга таянбастан кадимки жашоосуна кайтып келе алган.

△Титан 3D басып чыгаруу аркылуу Angel Cycle Works жаңы Heaven велосипединин салмагын бир топ азайтып, дизайнын оптималдаштыра алды

3D басылган титан бүгүнкү күндөгү жогорку сапаттагы велосипеддерде кеңири таралган. Титан шатундарда, тормоз рычагдарында, сабында, дерейллердин илгичтеринде жана ал тургай толук рамаларда колдонулат. Титан алюминийдей бекем жана көмүртек буласындай жеңил, көмүртек буласынын туруктуулугу боюнча көйгөйлөр жок. Велосипед өндүрүүчүсү Carbon Wasp эмне үчүн алюминийден жана көмүртек буласынан баш тартып, эң акыркы сатылган шатун колдорун куруу үчүн 3D басылган титанды колдонууну чечип жатканын түшүндүрөт. Carbon Wasp мындай деди: "Биз шатунду редуктор валына көмүртек буласын кыспастан бекитүүнүн ар кандай чыгармачыл жолдорун ойлоп таптык, бирок ар дайым металл кошумчалар талап кылынчу жана кошумчаларды көмүртек буласына чаптоо көйгөйлөрдү жаратмак. Чексиз суроолорго. Бир аз прототиптөөдөн кийин, Carbon Wasp 3D басылган торчо менен толтурулган титан шатун көмүртек сыяктуу эле жеңил, бирок соккуга өтө жакын жерлерде бекем экенин аныктады. Биз дагы эле көмүртек буласы раманы кошо алганда, башка көптөгөн материалдар үчүн эң жакшы деп ойлойбуз, бирок биз башка титан бөлүктөрүнүн үстүндө иштеп жатабыз".

Толук рамалар жөнүндө сөз болгондо, велосипед өндүрүүчү Angel Cycle Works компаниясы толугу менен титандан жасалган раманы бир жеңил компонентке 3D басып чыгарганын, бул жарыш убактысын маанилүү секундаларга кыскартып, жаңы дизайн геометрияларын түзүүгө мүмкүндүк бергенин билдирди. Анын Heaven деп аталган жаңы супербайкы мурунку версиясына караганда 400 граммга жеңил. Pilot тарабынан быйыл чыгарылган дагы бир толугу менен титан эритмесинен жасалган рама Pilot Seiren деп аталат. Жол велосипединин рамасы толугу менен титандан 3D басып чыгарылган (үч бөлүккө бөлүнгөн). Компаниянын айтымында, титанды 3D басып чыгаруу велосипедди айдоочунун каалоосуна ылайыкташтырууга мүмкүндүк берет жана рама эч кандай боёк же каптоону талап кылбайт.

△Велосипед компаниясы Mythos кардарларга рулдарды кошо алганда, 3D басылган титан тетиктеринин кеңири түрүн сунуштаса, Verve Cycling (оң жакта) жаңы 3D басылган титан дөңгөлөктөрүн сунуштайт.

△GKN Aerospace компаниясы Техастагы заводуна жаңы ири масштабдуу титан 3D принтерин кошууну пландап жатат

△НАСАга бир гана адам керек болгондуктан, Айга жайгаштырылуучу кол үчүн титан компоненттерин 3D басып чыгаруу салттуу өндүрүшкө караганда алда канча натыйжалуу.

● Өндүрүш

Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүчү ASML азыр титан ташуучу лоток преформаларын (пластина өндүрүүдө колдонулат) жасоонун ордуна 3D басып чыгарууну жүргүзүп, чийки затты 64% үнөмдөп, аларды тезирээк жеткирип жатат. Багытталган энергияны чөктүрүү (DED) платформасын колдонгон металл кошулмаларын чыгаруучу Norsk Titanium компаниясы жарым өткөргүч пластиналарды өндүрүүдө колдонуу үчүн Ti64 менен 80 килограмм (болжол менен 176 фунт) жакын тор формасындагы преформаларды басып чыгарууда.

△Вашингтон университети тарабынан чыгарылган 3D басылган титан эритмесинен жасалган дөңгөлөктүн борбордук кронштейни

△Титан порошогу

Virtual Foundry сыяктуу бир нече компаниялар экструдердин негизинде эритилген чөкмө моделдөө (FDM) үчүн титан зым сунушташат. Материал PLAга киргизилген металл порошогун камтыйт жана аны 205 °C жогору экструдердин температурасында FDM принтерлери аркылуу басып чыгарууга болот. Кайра иштетүүдөн жана бышыруудан кийин, бул жипчелер 90% дан ашык металл курамы бар металл бөлүктөрүн чыгара алат, бул аларды прототиптөө үчүн ылайыктуу кылат.

△Вашингтондогу Жерге бай материалдарды жайгаштыруу жана изилдөө боюнча биргелешкен борборунун университеттик металл 3D басып чыгаруу лабораториясы титандан тетиктерди жасайт

Кыскасы, 3D басылган титандын келечектеги өнүгүшү үмүткө толгон жана көптөгөн тармактарда чоң роль ойнойт. Үзгүлтүксүз технологиялык инновациялар жана колдонмолорду кеңейтүү аркылуу 3D басылган титан коомго ыңгайлуураак, натыйжалуу жана жогорку сапаттагы металл тетиктерин алып келет.