Титан хайлшийн 3D хэвлэлийн хэрэглээний салбар ба хөгжил

Титан нь нэмэлт үйлдвэрлэлд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг металлуудын нэг бөгөөд сансар судлал, үе мөч солих болон мэс заслын багаж хэрэгсэл, уралдааны болон дугуйн хүрээ, электроник болон бусад өндөр хүчин чадалтай бүтээгдэхүүнд ашиглагддаг. Титан болон титан дээр суурилсан хайлшийг өндөр механик бат бөх чанар, өндөр бат бэх-жингийн харьцаа, зэвэрдэггүй гангаас илүү сайн зэврэлтээс хамгаалах чадвараараа төрөл бүрийн салбарт үнэлдэг. Энэ материалыг ашигласнаар пуужин, нисэх онгоцыг хөнгөн болгож, улмаар түлш хэмнэж, ачааны чадварыг нэмэгдүүлдэг. Үүнийг мөн ухаалаг гар утас, VR нүдний шил зэрэг хөнгөн жинтэй электроник үйлдвэрлэх, мөн эмнэлгийн суулгац хийхэд ашиглаж болно. Түүнчлэн, титаны төрөлхийн шинж чанарыг 3D хэвлэх өвөрмөц чадвартай хослуулсан тохиолдолд давуу талууд нь бүр ч тодорхой болно. Тэгэхээр 3D хэвлэсэн титаны тодорхой хэрэглээ юу вэ? Титаны нийтлэг шинж чанарууд юу вэ? Хэвлэгчзах зээл дээр байна уу?

△3D хэвлэсэн титан эд ангиуд

GE Additive-ийн ташааны үе, Sciaky-ийн сэнсний ир, Arcam Darker-ийн пуужингийн үзүүр, 3D Systems-ийн титан торны эд анги, EOS-ийн титан стент, Zenith Tecnica-ийн мэс заслын нугасны имплант

3D хэвлэх Түүхий эдийн хаягдлыг багасгахын зэрэгцээ титаныг илүү үр ашигтай үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Нэмэлт технологийн хувьд металл 3D хэвлэлт нь ихэвчлэн эд ангийг угсрахад шаардлагатай материалыг харьцангуй бага хэмжээний тулгуур бүтцийн материалын хамт ашигладаг. 3D хэвлэлт нь дотоод суваг, хөндий эсвэл тороор дүүргэсэн эд анги зэрэг нарийн төвөгтэй дизайныг ашиглан жинг бууруулах боломжийг олгодог бөгөөд үүнийг бусад үйлдвэрлэлийн аргаар хийх боломжгүй юм. Хэв, багаж хэрэгсэл байхгүй тул титан 3D хэвлэлт нь өвчтөнд зориулсан суулгац, туршилтын загвар, судалгааны хэрэгсэл зэрэг өвөрмөц эд ангиудыг зардал багатайгаар бий болгож чаддаг. Үйлдвэрлэл, эрүүл мэндийн үйлчилгээ, сансрын судалгаа болон бусад зүйлийг хөгжүүлэх зорилгоор титан 3D хэвлэлтийг ашигласан тоо томшгүй олон жишээ бий.

3D хэвлэх титан хайлшийн хэрэглээ

△2023 онд Panerai компани 3D хэвлэсэн титан гэртэй Submersible S Brabus PAM01283 цагийг гаргасан. Баруун талын зураг дээр Holthinrichs Deconstructed компани анхны 3D хэвлэсэн титан цагийг худалдаанд гаргасныг харуулж байна.

Титан 3D хэвлэлтийг эмнэлгийн хэрэгсэл, өндөр хүчин чадалтай унадаг дугуй, тансаг зэрэглэлийн цаг, хэрэглээний электроник зэрэг олон төрлийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд өргөн ашиглаж байгаа бөгөөд шинэлэг, ихэвчлэн захиалгат загвараар дамжуулан хөнгөн хэрнээ бат бөх бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх найдвар төрүүлж байна.

● Нарийвчлалтай бүтээгдэхүүн болон электрон бүтээгдэхүүн

3D хэвлэх нь маш нимгэн ханатай, нарийн төвөгтэй титан эд ангиудыг үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд эдгээрийг дээр үзүүлсэн Panerai болон Holthinrichs цагнууд гэх мэт цагны гэр хийхэд ихэвчлэн ашигладаг. Титан хайлшаар хийсэн цагны гэр нь Apple Watch Ultra-ийн удахгүй гарах хэсэг болно гэж хэлж байна.

△2023 оны Honor Magic V2 эвхэгддэг ухаалаг гар утсанд ашигласан 3D хэвлэмэл титан хайлшин нугасны шилжилтийн бүрхүүл

2023 онд ухаалаг гар утас үйлдвэрлэгч Honor компани өмнөх хөнгөн цагаан хувилбараас илүү хөнгөн бөгөөд 150% илүү бат бөх, 3D хэвлэмэл титан нугастай шилжилтийн бүрхүүлтэй шинэ эвхэгддэг Magic V2 загвараа худалдаанд гаргасан. Honor компани 3D хэвлэмэл хэлбэрээр хэвлэх боломжтой энэхүү жижиг титан хэсэг нь бүтээгдэхүүний бат бөх чанар, жигд эвхэгддэг, дэлгэгддэг гол түлхүүр гэж мэдэгджээ.

● Эмнэлгийн болон шүдний имплант

△American Orthofix Medical компанийн 3D хэвлэмэл титан суулгац Construx Mimi Ti Spacer System нь АНУ-ын Хүнс, Эмийн Захиргаа (FDA)-аас 2021 онд батлагдсан.

Анагаах ухааны салбарт 3D хэвлэмэл титан суулгац нь нуруу, ташаа, өвдөг, мөчний хэрэглээнд амжилттай хэрэгжиж байгаа бөгөөд металлын төрөлхийн био нийцтэй байдал, сайн механик шинж чанар, мөн 3D хэвлэмэл хэлбэрээр захиалгат сүвэрхэг бүтцийг (ингэснээр осцеоинтеграцийг идэвхжүүлдэг) хэвлэх, өвчтөний үр дүнг сайжруулахын тулд массыг тохируулах чадвартай байдаг. 3D хэвлэмэл титан суулгац нь зохицуулалтын зөвшөөрөл, эрэлт хэрэгцээг олж авч байна. Ихэнх эмнэлгийн суулгацууд нь ижил өвчтэй олон тооны хүмүүсийг хамрах зорилгоор хийгддэг тул хүн бүрт тохиромжгүй байдаг. Ховор өвчтэй хүмүүсийг ихэвчлэн хасдаг. Одоо 3D хэвлэлтийн тусламжтайгаар хувь хүнд зориулагдсан суулгац үйлдвэрлэх боломжтой болсон.

2023 онд Их Британийн нэгэн мэс засалч өвчтөнд зориулсан 3D хэвлэсэн титан хавтанг ашиглан өмнө нь хугарсан бугуйны гажигийг засахын тулд нэг өдөр дөрвөн бугуйны мэс засал хийжээ. Зөвлөх ортопед мэс засалч, гар, бугуйны клиникийн ахлах мэргэжилтэн доктор Акшай Малхотра хэлэхдээ: "Энэхүү төлөвлөлтийн үйл явц дууссаны дараа захиалгат хавтанг титан нунтаг ашиглан хэвлэж, дараа нь туршиж, Их Британи руу илгээж, мэс засалд бэлтгэхийн тулд мужийн эмнэлэгт ариутгадаг."

△CoreLink-ийн 3D хэвлэсэн титан эрэг нь ясны өсөлтийг дэмждэг сүвэрхэг бүтэцтэй бөгөөд FingerKit Consortium-ийн өвчтөнд зориулсан шинэ титан хурууны үе юм.

Энэтхэгийн Манипал эмнэлгийн эмч нар 2022 онд цээжийг нь гэмтээж байсан хорт хавдартай өвчтөнийг эмчлэхдээ 3D хэвлэсэн титан ашигласан. Ерөнхийдөө ийм хэмжээтэй имплант нь хүний ​​биед даахааргүй хүнд байх боловч титан нь хөнгөн бөгөөд маш бат бөх, 250 граммаас бага жинтэй тул биеийн дотор имплант хэвлэхэд тохиромжтой. 3D хэвлэсэн имплантын амжилтын ачаар өвчтөн бүрэн эдгэрч, амьсгалахад нь туслах гадны төхөөрөмжөөс хамааралгүйгээр хэвийн амьдралдаа эргэн орох боломжтой болсон.

△Титан 3D хэвлэлтийн тусламжтайгаар Angel Cycle Works компани шинэ Heaven дугуйны жинг мэдэгдэхүйц бууруулж, дизайныг оновчтой болгож чадсан.

3D хэвлэсэн титан нь өнөөгийн өндөр хүчин чадалтай дугуйнд түгээмэл байдаг. Титаныг тахир, тоормосны хөшүүрэг, иш, арааны өлгүүр, тэр ч байтугай бүрэн хүрээнд ашигладаг. Титан нь хөнгөн цагаан шиг бат бөх, нүүрстөрөгчийн шилэн шиг хөнгөн бөгөөд нүүрстөрөгчийн шилэн шиг тогтвортой байдлын асуудалгүй. Дугуй үйлдвэрлэгч Carbon Wasp нь яагаад хөнгөн цагаан болон нүүрстөрөгчийн шилэнээс татгалзаж, хамгийн сүүлийн үеийн зах зээлийн тахир гарыг бүтээхдээ 3D хэвлэсэн титан ашиглахыг илүүд үзэж байгаагаа тайлбарлав. Carbon Wasp хэлэхдээ: "Бид нүүрстөрөгчийн шилэнийг шахахгүйгээр тахирыг хурдны хайрцгийн голд бэхлэх бүх төрлийн бүтээлч аргуудыг боловсруулсан боловч үргэлж металл оруулга шаардлагатай байсан бөгөөд оруулгыг нүүрстөрөгчийн шилэн дээр наахад асуудал гардаг байсан. Эцэс төгсгөлгүй асуултуудад. Зарим туршилтын дараа Carbon Wasp нь 3D хэвлэсэн тороор дүүргэсэн титан тахир нь нүүрстөрөгч шиг хөнгөн боловч маш их цохилтод өртөмтгий хэсэгт илүү бат бөх болохыг тогтоожээ. Бид нүүрстөрөгчийн шилэн нь хүрээ зэрэг бусад олон материалын хэрэглээнд хамгийн тохиромжтой гэж бодож байгаа ч бид бусад титан эд ангиуд дээр аль хэдийн ажиллаж байна."

Бүрэн хүрээний тухай ярихад, дугуй үйлдвэрлэгч Angel Cycle Works компани бүх титан хүрээг нэг хөнгөн эд ангид 3D хэвлэсэн бөгөөд энэ нь уралдааны хугацааг чухал секундээр хэмнэж, шинэ дизайны геометрийг бий болгодог гэж мэдэгджээ. Түүний шинэ супер мотоцикл болох Heaven нь өмнөх хувилбараасаа 400 граммаар хөнгөн юм. Pilot-ын энэ жил гаргасан өөр нэг бүх титан хайлшин хүрээг Pilot Seiren гэдэг. Замын дугуйн хүрээг бүхэлд нь титанаар 3D хэвлэсэн (гурван хэсэгт хуваагддаг). Тус компанийн мэдээлснээр, 3D титан хэвлэх нь дугуйг жолоочийн сонголтод нийцүүлэн өөрчлөх боломжийг олгодог бөгөөд хүрээ нь ямар ч будаг, бүрхүүл шаарддаггүй.

△Унадаг дугуйн компани болох Mythos нь хэрэглэгчдэдээ эдгээр жолооны хүрд зэрэг 3D хэвлэмэл титан эд ангиудыг санал болгодог бол Verve Cycling (баруун талд) нь 3D хэвлэмэл титан тахируудыг санал болгож байна.

△GKN Aerospace компани Техас мужийн үйлдвэртээ шинэ том хэмжээний титан 3D хэвлэгч нэмэхээр төлөвлөж байна

△НАСА зөвхөн нэгийг л шаарддаг тул сарны гарт зориулж 3D хэвлэх титан эд ангиудыг ашиглах нь уламжлалт үйлдвэрлэлээс илүү утга учиртай юм.

● Үйлдвэрлэл

Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэгч ASML нь одоо титан зөөгч тавиуртай урьдчилсан хэлбэрийг (пластины үйлдвэрлэлд ашигладаг) хуурамчаар үйлдэхийн оронд 3D хэвлэх ажлыг хийж байгаа бөгөөд энэ нь түүхий эдийг 64% хэмнэж, тэдгээрийг илүү хурдан хүргэж байна. Чиглүүлсэн энерги хуримтлуулах (DED) платформ ашигладаг металл нэмэлт үйлдвэрлэгч Norsk Titanium компани нь хагас дамжуулагч плитаны үйлдвэрлэлд ашиглахын тулд Ti64-тэй 80 килограмм (ойролцоогоор 176 фунт) цэвэр хэлбэрийн өмнөх хэлбэрийг хэвлэж байна.

△Вашингтоны Их Сургуульд үйлдвэрлэсэн 3D хэвлэмэл титан хайлшин дугуйны гол тулгуур

△Титан нунтаг

Virtual Foundry зэрэг хэд хэдэн компани экструдер дээр суурилсан хайлуулсан тунадасны загварчлал (FDM)-д зориулсан титан утсыг санал болгодог. Энэ материал нь PLA-д шингээсэн металл нунтаг агуулдаг бөгөөд 205 °C-аас дээш экструдерийн температурт FDM хэвлэгч ашиглан хэвлэх боломжтой. Боловсруулалтын дараах болон шаталтын дараа эдгээр утаснууд нь 90%-иас дээш металлын агууламжтай металл эд анги үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд энэ нь туршилтын загвар гаргахад тохиромжтой болгодог.

△ Вашингтоны Дэлхийн элбэг дэлбэг материалын байршуулалт, судалгааны хамтарсан төвийн их сургуулийн металл 3D хэвлэх лаборатори нь титанаар эд анги үйлдвэрлэдэг

Товчхондоо, 3D хэвлэмэл титаны ирээдүйн хөгжил нь итгэл найдвараар дүүрэн бөгөөд олон салбарт илүү их үүрэг гүйцэтгэх болно. Технологийн тасралтгүй шинэчлэл, хэрэглээний өргөжилтийн тусламжтайгаар 3D хэвлэмэл титан нь нийгэмд илүү тохиромжтой, үр ашигтай, өндөр чанартай металл эд ангиудыг авчрах болно.