टाइटेनियम मिश्र धातु थ्रीडी प्रिन्टिङको प्रयोग क्षेत्र र विकास

टाइटेनियम एडिटिभ निर्माणमा सबैभन्दा धेरै प्रयोग हुने धातुहरू मध्ये एक हो र यो एयरोस्पेस, जोइन्ट रिप्लेसमेन्ट र सर्जिकल उपकरणहरू, रेसिङ र साइकल फ्रेमहरू, इलेक्ट्रोनिक्स र अन्य उच्च-प्रदर्शन उत्पादनहरूमा प्रयोग गरिन्छ। टाइटेनियम र टाइटेनियम-आधारित मिश्र धातुहरूलाई विभिन्न उद्योगहरूले तिनीहरूको उच्च मेकानिकल शक्ति, उच्च शक्ति-देखि-तौल अनुपात, र स्टेनलेस स्टील भन्दा राम्रो जंग प्रतिरोधको लागि मूल्यवान ठान्छन्। यस सामग्रीको प्रयोगले रकेट र विमानलाई हल्का बनाउन सक्छ, जसले गर्दा इन्धन बचत हुन्छ र पेलोड बढ्छ। क्षमता। यसलाई स्मार्टफोन र VR चश्मा जस्ता हल्का तौल इलेक्ट्रोनिक्स बनाउन, साथै चिकित्सा प्रत्यारोपणहरूमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसबाहेक, जब टाइटेनियमको अन्तर्निहित गुणहरूलाई 3D प्रिन्टिङको अद्वितीय क्षमताहरूसँग जोडिन्छ, फाइदाहरू अझ स्पष्ट हुनेछन्। त्यसोभए, 3D प्रिन्टेड टाइटेनियमको विशिष्ट प्रयोगहरू के हुन्? सामान्य टाइटेनियम के हुन्? प्रिन्टरबजारमा छ?

△३D प्रिन्टेड टाइटेनियम पार्टपुर्जाहरू

GE Additive बाट हिप जोइन्टहरू, Sciaky बाट फ्यान ब्लेडहरू, Arcam Darker बाट रकेट टिप्स, 3D प्रणालीबाट टाइटेनियम ल्याटिस कम्पोनेन्टहरू, EOS बाट टाइटेनियम स्टेन्टहरू, Zenith Tecnica बाट सर्जिकल स्पाइनल इम्प्लान्टहरू।

थ्रीडी प्रिन्टिङ कच्चा पदार्थको फोहोर घटाउँदै टाइटेनियमको अधिक कुशल उत्पादनको लागि अनुमति दिन्छ। एक थप प्रविधिको रूपमा, धातु थ्रीडी प्रिन्टिङले सामान्यतया भाग निर्माण गर्न आवश्यक पर्ने सामग्रीहरू मात्र प्रयोग गर्दछ, साथै अपेक्षाकृत थोरै मात्रामा समर्थन संरचनात्मक सामग्री पनि प्रयोग गर्दछ। थ्रीडी प्रिन्टिङले जटिल डिजाइनहरू, जस्तै आन्तरिक च्यानलहरू र खोक्रो वा जालीले भरिएका भागहरू, तौल घटाउन सक्षम बनाउँछ, जुन कुनै अन्य उत्पादन विधिसँग सम्भव छैन। किनभने त्यहाँ कुनै मोल्ड वा टुलिङ छैन, टाइटेनियम थ्रीडी प्रिन्टिङले लागत-प्रभावी रूपमा बिरामी-विशिष्ट इम्प्लान्टहरू, प्रोटोटाइपहरू, र अनुसन्धान उपकरणहरू जस्ता एक प्रकारका भागहरू सिर्जना गर्न सक्छ। निर्माण, स्वास्थ्य सेवा, अन्तरिक्ष अन्वेषण र थप कुराहरूलाई अगाडि बढाउन थ्रीडी प्रिन्टिङ टाइटेनियमका अनगिन्ती उदाहरणहरू छन्।

थ्रीडी प्रिन्टिङमा टाइटेनियम मिश्र धातुको प्रयोग

△२०२३ मा, पनेराईले थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम केसले सुसज्जित सबमर्सिबल एस ब्राबस PAM01283 जारी गर्‍यो। दायाँपट्टिको तस्वीरले होल्थिनरिच्स डिकन्स्ट्रक्टेडले पहिलो थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम घडी सुरु गरेको देखाउँछ।

टाइटेनियम थ्रीडी प्रिन्टिङ पहिले नै चिकित्सा उपकरणहरू, प्रदर्शन साइकलहरू, विलासी घडीहरू र उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स जस्ता विविध उत्पादनहरू उत्पादन गर्न व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, नवीन, प्रायः अनुकूलन डिजाइनहरू मार्फत हल्का तर बलियो उत्पादनहरू प्रदान गर्ने आशामा।

● प्रेसिजन उत्पादनहरू र इलेक्ट्रोनिक उत्पादनहरू

थ्रीडी प्रिन्टिङले धेरै पातलो पर्खाल भएका, जटिल टाइटेनियम भागहरू उत्पादन गर्न सक्छ, जुन प्रायः घडीका केसहरू बनाउन प्रयोग गरिन्छ, जस्तै माथि देखाइएको पनेराई र होल्थिनरिच घडीहरू। भनिन्छ कि टाइटेनियम मिश्र धातु घडीका केसहरू पनि एप्पल वाच अल्ट्राको आगामी भाग हुनेछन्।

△२०२३ Honor Magic V2 फोल्डिङ स्मार्टफोनमा प्रयोग गरिएको ३D प्रिन्टेड टाइटेनियम एलोय हिङ्ग सिफ्ट कभर

२०२३ मा, स्मार्टफोन निर्माता Honor ले आफ्नो नयाँ फोल्डेबल Magic V2 लन्च गर्‍यो, जसमा थ्रीडी-प्रिन्टेड टाइटेनियम हिङ्ग्ड शिफ्ट कभर रहेको छ जुन अघिल्लो एल्युमिनियम संस्करण भन्दा हलुका र १५०% बलियो छ। Honor ले भन्यो कि यो सानो टाइटेनियम टुक्रा, जुन दशौं हजारमा थ्रीडी प्रिन्ट गर्न सकिन्छ, उत्पादनको टिकाउपन र सहज फोल्डिङ र अनफोल्डिङको लागि महत्वपूर्ण छ।

● चिकित्सा र दन्त प्रत्यारोपण

△अमेरिकन ओर्थोफिक्स मेडिकलको थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम इम्प्लान्ट कन्स्ट्रक्स मिमी टि स्पेसर सिस्टमलाई २०२१ मा अमेरिकी एफडीएले अनुमोदन गरेको थियो।

चिकित्सा उद्योगमा, धातुको अन्तर्निहित जैविक अनुकूलता र राम्रो मेकानिकल गुणहरूको कारणले गर्दा, थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम इम्प्लान्टहरू मेरुदण्ड, हिप, घुँडा र छेउछाउका अनुप्रयोगहरूमा सफल भएका छन्, साथै अनुकूलित छिद्रपूर्ण संरचनाहरू (जसले ओसियोइन्टिग्रेसन सक्षम पार्छ) र राम्रो बिरामी परिणामहरूको लागि ठूलो अनुकूलन गर्ने क्षमता पनि रहेको छ। थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम इम्प्लान्टहरूले नियामक स्वीकृति र माग प्राप्त गरिरहेका छन्। धेरैजसो मेडिकल इम्प्लान्टहरू एउटै अवस्था भएका धेरै मानिसहरूलाई समेट्न बनाइएका हुनाले, तिनीहरू सबैका लागि उपयुक्त छैनन्। दुर्लभ रोग भएका मानिसहरूलाई प्रायः बहिष्कृत गरिन्छ। अब, थ्रीडी प्रिन्टिङको साथ, व्यक्तिगत बिरामीहरूको लागि विशेष रूपमा डिजाइन गरिएको इम्प्लान्टहरू उत्पादन गर्न सम्भव छ।

२०२३ मा, बेलायतका एक सर्जनले एकै दिन चारवटा नाडी शल्यक्रिया गरे, बिरामी-विशिष्ट थ्रीडी-प्रिन्टेड टाइटेनियम प्लेटहरू प्रयोग गरेर पहिले भाँचिएको नाडी विकृतिलाई सच्याए। डा. अक्षय मल्होत्रा, परामर्शदाता अर्थोपेडिक सर्जन र हात र नाडीका लागि क्लिनिकल लिडले भने: "यो योजना प्रक्रिया पूरा भएपछि, टाइटेनियम पाउडर प्रयोग गरेर बेस्पोक प्लेटहरू छापिन्छन्, त्यसपछि परीक्षण गरिन्छ, बेलायत पठाइन्छ र शल्यक्रियाको तयारीको लागि काउन्टी अस्पतालमा निर्जंतुकीकरण गरिन्छ।"

△कोरलिङ्कको थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम स्क्रूहरूमा हड्डीको वृद्धिलाई बढावा दिने छिद्रपूर्ण संरचना हुन्छ, र फिंगरकिट कन्सोर्टियमको नयाँ बिरामी-विशिष्ट टाइटेनियम औंला जोर्नीहरू

भारतको मणिपाल अस्पतालका डाक्टरहरूले २०२२ मा क्यान्सर रोगीको उपचार गर्दा थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम प्रयोग गरेका थिए जसको ट्युमरले उनको छातीलाई नष्ट गरिरहेको थियो। सामान्यतया, यो आकारको प्रत्यारोपण मानव शरीरले सहन धेरै भारी हुनेछ, तर टाइटेनियम हलुका र अत्यधिक बलियो भएकोले, २५० ग्राम भन्दा कम तौलको, यो शरीर भित्र प्रत्यारोपण छाप्नको लागि आदर्श हो। थ्रीडी प्रिन्टेड इम्प्लान्टको सफलताको लागि धन्यवाद, बिरामी पूर्ण रूपमा निको भयो र सास फेर्न मद्दत गर्न बाह्य मेसिनहरूमा भर नपरिकन आफ्नो सामान्य जीवनमा फर्कन सक्षम भयो।

△टाइटेनियम थ्रीडी प्रिन्टिङ मार्फत, एन्जल साइकल वर्क्सले नयाँ हेवन बाइकको तौल उल्लेखनीय रूपमा घटाउन र डिजाइनलाई अनुकूलन गर्न सक्षम भयो।

आजको प्रदर्शन बाइकहरूमा थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम सामान्य छ। टाइटेनियम क्र्याङ्क, ब्रेक लिभर, स्टेम, डेरेलियर ह्याङ्गर र पूर्ण फ्रेमहरूमा पनि प्रयोग गरिन्छ। टाइटेनियम एल्युमिनियम जत्तिकै बलियो र कार्बन फाइबर जत्तिकै हल्का हुन्छ, कार्बन फाइबरको दिगोपन समस्याहरू बिना। बाइक निर्माता कार्बन वास्पले आफ्नो पछिल्लो आफ्टरमार्केट क्र्याङ्क आर्महरू निर्माण गर्न थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम प्रयोग गर्ने पक्षमा एल्युमिनियम र कार्बन फाइबर किन छोडिरहेको छ भनेर बताउँछ। कार्बन वास्पले भने: “हामीले कार्बन फाइबरलाई निचोड नगरी गियरबक्स शाफ्टमा क्र्याङ्कलाई क्ल्याम्प गर्न सबै प्रकारका रचनात्मक तरिकाहरू लिएर आएका थियौं, तर त्यहाँ सधैं केही धातु इन्सर्टहरू आवश्यक पर्थ्यो, र इन्सर्टहरूलाई कार्बन फाइबरमा टाँस्दा समस्याहरू हुनेछन्। अनन्त प्रश्नहरूको लागि। केही प्रोटोटाइपिङ पछि, कार्बन वास्पले पत्ता लगायो कि थ्रीडी प्रिन्टेड जालीले भरिएको टाइटेनियम क्र्याङ्क कार्बन जत्तिकै हल्का छ तर धेरै प्रभाव-प्रवण क्षेत्रहरूमा बलियो छ। हामी अझै पनि सोच्छौं कि कार्बन फाइबर धेरै अन्य प्रयोगहरूको लागि उत्तम हो। फ्रेम सहित सामग्रीहरू, तर हामी पहिले नै अन्य टाइटेनियम भागहरूमा काम गरिरहेका छौं।"

पूर्ण फ्रेमको कुरा गर्दा, बाइक निर्माता एन्जल साइकल वर्क्सले एउटा हलुका कम्पोनेन्टमा थ्रीडी प्रिन्ट गरिएको अल-टाइटेनियम फ्रेम बताएको छ, जसले दौडको समयलाई महत्त्वपूर्ण सेकेन्डहरू कम गर्छ र नयाँ डिजाइन ज्यामितिहरूलाई सक्षम बनाउँछ। यसको नयाँ सुपरबाइक, हेभन भनिन्छ, अघिल्लो संस्करण भन्दा ४०० ग्राम हलुका छ। यस वर्ष पाइलटले लन्च गरेको अर्को अल-टाइटेनियम मिश्र धातु फ्रेमलाई पाइलट सेरेन भनिन्छ। रोड बाइकको फ्रेम टाइटेनियमबाट पूर्ण रूपमा थ्रीडी प्रिन्ट गरिएको छ (तीन भागमा विभाजित)। कम्पनीले भनेको छ कि थ्रीडी प्रिन्टिङ टाइटेनियमले यसलाई सवारको प्राथमिकता अनुसार बाइकलाई अनुकूलित गर्न अनुमति दिन्छ, र फ्रेमलाई कुनै पेन्ट वा कोटिंगको आवश्यकता पर्दैन।

△साइकल कम्पनी माइथोसले ग्राहकहरूलाई यी ह्यान्डलबारहरू सहित थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम पार्टपुर्जाहरूको दायरा प्रदान गर्दछ, जबकि भर्भ साइक्लिङ (दायाँ) ले नयाँ थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियम क्र्याङ्कहरू प्रदान गर्दछ।

△GKN एयरोस्पेसले आफ्नो टेक्सास कारखानामा नयाँ ठूलो स्तरको टाइटेनियम थ्रीडी प्रिन्टर थप्ने योजना बनाएको छ।

△नासालाई एउटा मात्र चाहिने भएकोले, चन्द्रमामा तैनाथ गर्न मिल्ने हातको लागि थ्रीडी प्रिन्टिङ टाइटेनियम कम्पोनेन्टहरू परम्परागत निर्माण भन्दा बढी अर्थपूर्ण हुन्छन्।

● निर्माण

सेमीकन्डक्टर निर्माता ASML ले अब टाइटेनियम क्यारियर ट्रे प्रिफर्महरू (वेफर उत्पादनमा प्रयोग हुने) फोर्ज गर्नुको सट्टा थ्रीडी प्रिन्टिङ गरिरहेको छ, जसले कच्चा पदार्थमा ६४% बचत गर्छ र छिटो डेलिभरी गर्छ। निर्देशित ऊर्जा निक्षेपण (DED) प्लेटफर्म प्रयोग गर्ने धातु योजक उत्पादन कम्पनी नोर्स्क टाइटेनियमले सेमीकन्डक्टर वेफर उत्पादनमा प्रयोगको लागि Ti64 सँग ८० किलोग्राम (लगभग १७६ पाउन्ड) नजिकको-नेट आकार प्रिफर्महरू प्रिन्ट गर्दैछ।

△वाशिंगटन विश्वविद्यालय द्वारा निर्मित 3D प्रिन्टेड टाइटेनियम मिश्र धातु पाङ्ग्रा हब ब्र्याकेट

△टाइटेनियम पाउडर

भर्चुअल फाउन्ड्री सहित धेरै कम्पनीहरूले एक्स्ट्रुडर-आधारित फ्युज्ड डिपोजिसन मोडेलिङ (FDM) को लागि टाइटेनियम तार प्रस्ताव गर्छन्। सामग्रीमा PLA मा इम्बेड गरिएको धातु पाउडर हुन्छ र FDM प्रिन्टरहरू प्रयोग गरेर २०५ डिग्री सेल्सियस भन्दा माथि एक्स्ट्रुडर तापक्रममा छाप्न सकिन्छ। पोस्ट-प्रोसेसिङ र सिन्टरिङ पछि, यी फिलामेन्टहरूले ९०% भन्दा बढी धातु सामग्री भएका धातुका भागहरू उत्पादन गर्न सक्छन्, जसले गर्दा तिनीहरूलाई प्रोटोटाइपिङको लागि उपयुक्त बनाउँछ।

△विश्वविद्यालय धातु थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रयोगशाला, वाशिंगटन संयुक्त केन्द्र फर अर्थ एबन्डेन्ट मटेरियल डिप्लोयमेन्ट एण्ड रिसर्चले टाइटेनियमबाट भागहरू बनाउँछ।

छोटकरीमा भन्नुपर्दा, थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियमको भविष्यको विकास आशाले भरिपूर्ण छ र यसले धेरै क्षेत्रहरूमा ठूलो भूमिका खेल्नेछ। निरन्तर प्राविधिक नवप्रवर्तन र अनुप्रयोग विस्तार मार्फत, थ्रीडी प्रिन्टेड टाइटेनियमले समाजमा अझ सुविधाजनक, कुशल र उच्च-गुणस्तरका धातुका भागहरू ल्याउनेछ।