Widang aplikasi sareng pamekaran percetakan 3D titanium alloy

Titanium mangrupikeun salah sahiji logam anu paling umum dianggo dina manufaktur aditif sareng dianggo dina aerospace, alat-alat panggantian sendi sareng bedah, rangka balap sareng sapédah, éléktronik sareng produk kinerja tinggi anu sanésna. Titanium sareng paduan berbasis titanium dihargaan ku sababaraha industri kusabab kakuatan mékanisna anu luhur, rasio kakuatan-ka-beurat anu luhur, sareng tahan korosi anu langkung saé tibatan stainless steel. Panggunaan bahan ieu tiasa ngajantenkeun roket sareng pesawat langkung hampang, ku kituna ngahémat bahan bakar sareng ningkatkeun kamampuan muatan. Éta ogé tiasa dianggo pikeun ngadamel éléktronik anu langkung hampang sapertos smartphone sareng kacamata VR, ogé dina implan médis. Leuwih ti éta, nalika sipat bawaan titanium digabungkeun sareng kamampuan unik percetakan 3D, kaunggulanana bakal langkung jelas. Janten, naon kagunaan khusus titanium anu dicitak 3D? Naon titanium umum Printeraya di pasar?

△Bagian titanium anu dicitak 3D

Sendi pingping ti GE Additive, bilah kipas ti Sciaky, ujung roket ti Arcam Darker, komponén kisi titanium ti 3D Systems, stent titanium ti EOS, implan tulang tonggong bedah ti Zenith Tecnica

Percetakan 3d ngamungkinkeun manufaktur titanium anu langkung efisien bari ngirangan runtah bahan baku. Salaku téknologi aditif, percetakan 3D logam biasana ngan ukur nganggo bahan anu diperyogikeun pikeun ngawangun bagian éta, sareng jumlah bahan struktural pendukung anu relatif alit. Percetakan 3D ogé ngamungkinkeun desain anu rumit, sapertos saluran internal sareng bagian anu kosong atanapi dieusi kisi pikeun ngirangan beurat, anu henteu mungkin ku metode manufaktur anu sanés. Kusabab teu aya cetakan atanapi alat, percetakan 3D titanium tiasa sacara efektif nyiptakeun bagian anu unik sapertos implan khusus pasien, prototipe, sareng alat panalungtikan. Aya seueur conto percetakan 3D titanium pikeun ngamajukeun manufaktur, kasehatan, éksplorasi luar angkasa sareng seueur deui.

Pamakéan paduan titanium dina percetakan 3D

△Dina taun 2023, Panerai ngarilis Submersible S Brabus PAM01283 anu dilengkepan ku wadah titanium anu dicitak 3D. Gambar di katuhu nunjukkeun yén Holthinrichs Deconstructed ngaluncurkeun jam tangan titanium anu dicitak 3D anu munggaran.

Percetakan 3D titanium parantos seueur dianggo pikeun ngahasilkeun produk anu rupa-rupa sapertos alat médis, sapédah kinerja, jam tangan méwah sareng éléktronik konsumen, kalayan harepan pikeun nganteurkeun produk anu hampang tapi kuat ngalangkungan desain anu inovatif sareng sering khusus.

● Produk presisi sareng produk éléktronik

Percetakan 3D tiasa ngahasilkeun bagian titanium anu témbokna ipis pisan sareng rumit, anu sering dianggo pikeun ngadamel wadah jam tangan, sapertos jam tangan Panerai sareng Holthinrichs anu dipidangkeun di luhur. Cenah wadah jam tangan aloi titanium ogé bakal janten bagian anu bakal datang tina Apple Watch Ultra.

△Panutup shift engsel titanium alloy citak 3D anu dianggo dina smartphone lipat Honor Magic V2 2023

Dina taun 2023, produsén smartphone Honor ngaluncurkeun Magic V2 anu tiasa dilipet anyarna, anu nampilkeun panutup shift engsel titanium anu dicitak 3D anu langkung hampang sareng 150% langkung kuat tibatan vérsi aluminium sateuacana. Honor nyarios yén potongan titanium alit ieu, anu tiasa dicitak 3D dina puluhan rébu, mangrupikeun konci daya tahan produk sareng tilepan sareng muka anu mulus.

● Implan médis sareng huntu

△Sistem Spacer Construx Mimi Ti implan titanium citak 3D ti American Orthofix Medical parantos disatujuan ku FDA AS dina taun 2021

Dina industri médis, implan titanium anu dicitak 3D parantos suksés dina aplikasi tulang tonggong, pingping, tuur, sareng ekstremitas kusabab biokompatibilitas bawaan logam sareng sipat mékanis anu saé, digabungkeun sareng kamampuan pikeun nyitak 3D struktur porous khusus (ku kituna ngamungkinkeun osseointegration) sareng kustomisasi massal pikeun hasil pasien anu langkung saé. Implan titanium anu dicitak 3D kéngingkeun persetujuan sareng paménta pangaturan. Kusabab kaseueuran implan médis didamel pikeun nutupan sajumlah ageung jalma anu ngagaduhan kaayaan anu sami, éta henteu cocog pikeun sadayana. Jalma anu ngagaduhan panyakit langka sering dikaluarkeun. Ayeuna, kalayan percetakan 3D, dimungkinkeun pikeun ngahasilkeun implan anu dirancang khusus pikeun pasien individu.

Dina taun 2023, saurang ahli bedah di Inggris ngalaksanakeun opat operasi pigeulang dina dinten anu sami, nganggo pelat titanium anu dicitak 3D khusus pasien pikeun ngabenerkeun deformitas pigeulang anu sateuacanna retak. Dr Akshay Malhotra, konsultan ahli bedah ortopedi sareng pamimpin klinis pikeun leungeun sareng pigeulang, nyarios: "Sakali prosés perencanaan ieu réngsé, pelat anu dipesan khusus dicitak nganggo bubuk titanium, teras diuji, dikirim ka Inggris sareng disterilisasi di Rumah Sakit Kabupaten pikeun persiapan operasi."

△Sekrup titanium anu dicitak 3D CoreLink ngagaduhan struktur porous anu ngamajukeun kamekaran tulang, sareng sendi ramo titanium khusus pasien anyar ti FingerKit Consortium

Dokter di Rumah Sakit Manipal di India nganggo titanium anu dicitak 3D nalika ngubaran pasien kanker anu tumorna ngancurkeun dadana dina taun 2022. Sacara umum, implan ukuran ieu bakal beurat teuing pikeun awak manusa, tapi kusabab titanium hampang sareng kuat pisan, beuratna kirang ti 250 gram, éta idéal pikeun nyitak implan di jero awak. Hatur nuhun kana kasuksésan implan anu dicitak 3D, pasien pulih sapinuhna sareng tiasa uih deui ka kahirupan normalna tanpa ngandelkeun mesin éksternal pikeun ngabantosan anjeunna ngarénghap.

△Ngaliwatan percetakan 3D titanium, Angel Cycle Works tiasa ngirangan beurat sacara signifikan sareng ngaoptimalkeun desain sapédah Heaven anu énggal

Titanium anu dicitak 3D umum dianggo dina sapédah kinerja ayeuna. Titanium dianggo dina engkol, tuas rem, gagang, gantungan derailleur, sareng bahkan dina pigura pinuh. Titanium sami kuatna sareng aluminium sareng sami hampangna sareng serat karbon, tanpa masalah keberlanjutan serat karbon. Pabrikan sapédah Carbon Wasp ngajelaskeun kunaon aranjeunna miceun aluminium sareng serat karbon pikeun milih nganggo titanium anu dicitak 3D pikeun ngawangun panangan engkol aftermarket panganyarna na. Carbon Wasp nyarios: "Kami mendakan sagala rupa cara kreatif pikeun ngajepit engkol kana aci gearbox tanpa meres serat karbon, tapi sok aya sababaraha sisipan logam anu diperyogikeun, sareng ngalem sisipan kana serat karbon bakal ngagaduhan masalah. Pikeun patarosan anu teu aya tungtungna. Saatos sababaraha prototipe, Carbon Wasp mendakan yén engkol titanium anu dieusi kisi anu dicitak 3D sami hampangna sareng karbon tapi langkung kuat di daérah anu rawan dampak. Kami masih mikir serat karbon mangrupikeun anu pangsaéna pikeun seueur kagunaan anu sanés.

Ngomongkeun ngeunaan pigura pinuh, produsén sapédah Angel Cycle Works nyarios yén éta nyitak 3D pigura sadayana titanium dina hiji komponén anu hampang, anu ngirangan detik penting tina waktos balapan sareng ngamungkinkeun géométri desain anyar. Superbike anyarna, anu disebut Heaven, 400 gram langkung hampang tibatan vérsi sateuacana. Pigura alloy sadayana titanium anu diluncurkeun ku Pilot taun ieu disebut Pilot Seiren. Pigura sapédah jalan raya ieu sadayana dicitak 3D tina titanium (dibagi kana tilu bagian). Perusahaan nyarios yén percetakan 3D titanium ngamungkinkeun éta pikeun ngaropea sapédah kana karesep pengendara, sareng pigurana henteu meryogikeun cet atanapi palapis naon waé.

△Pausahaan sapédah Mythos nawiskeun rupa-rupa bagian titanium anu dicitak 3D ka konsumén, kalebet stang ieu, sedengkeun Verve Cycling (katuhu) nawiskeun engkol titanium anu dicitak 3D énggal.

△GKN Aerospace ngarencanakeun pikeun nambihan printer 3D titanium skala ageung énggal ka pabrikna di Texas

△Kusabab NASA ngan ukur peryogi hiji, komponén titanium percetakan 3D pikeun panangan anu tiasa dipasang di bulan langkung masuk akal tibatan manufaktur tradisional.

● Manufaktur

Pabrik semikonduktor ASML ayeuna nyitak 3D tinimbang ngajalin preform baki pembawa titanium (anu dianggo dina produksi wafer), ngahémat 64% bahan baku sareng nganteurkeunana langkung gancang. Norsk Titanium, perusahaan manufaktur aditif logam anu nganggo platform déposisi énergi terarah (DED), nyitak 80 kilogram (sakitar 176 pon) preform bentuk ampir bersih nganggo Ti64 pikeun dianggo dina produksi wafer semikonduktor.

△Braket hub roda titanium alloy citak 3D anu diproduksi ku Universitas Washington

△Bubuk titanium

Sababaraha perusahaan, kalebet Virtual Foundry, nawiskeun kawat titanium pikeun modél déposisi fusi (FDM) berbasis extruder. Bahan ieu ngandung bubuk logam anu dipasang dina PLA sareng tiasa dicitak nganggo printer FDM dina suhu extruder di luhur 205 °C. Saatos pasca-pamrosésan sareng sintering, filamén ieu tiasa ngahasilkeun bagian logam kalayan eusi logam langkung ti 90%, janten cocog pikeun prototipe.

△Laboratorium percetakan 3D logam universitas, Pusat Gabungan Washington pikeun Panyebaran sareng Panalungtikan Bahan Anu Ngalimpah di Bumi, ngadamel bagian-bagian tina titanium

Singkatna, kamekaran titanium anu dicitak 3D ka hareup pinuh ku harepan sareng bakal maénkeun peran anu langkung ageung dina seueur widang. Ngaliwatan inovasi téknologi sareng ékspansi aplikasi anu terus-terusan, titanium anu dicitak 3D bakal mawa bagian logam anu langkung merenah, efisien sareng kualitas luhur ka masarakat.