Titan qotishmali 3D bosib chiqarishning qo'llanilish sohalari va rivojlanishi

Titan qo'shimcha ishlab chiqarishda eng ko'p ishlatiladigan metallardan biri bo'lib, aerokosmik, bo'g'imlarni almashtirish va jarrohlik asboblari, poyga va velosiped ramkalari, elektronika va boshqa yuqori samarali mahsulotlarda qo'llaniladi. Titan va titan asosidagi qotishmalar turli sohalar tomonidan yuqori mexanik mustahkamligi, yuqori mustahkamlik-og'irlik nisbati va zanglamaydigan po'latga qaraganda yaxshiroq korroziyaga chidamliligi uchun qadrlanadi. Ushbu materialdan foydalanish raketalar va samolyotlarni yengillashtirishi, shu bilan yoqilg'ini tejashi va yuk ko'tarish qobiliyatini oshirishi mumkin. Bundan tashqari, u smartfonlar va VR ko'zoynaklari kabi yengil elektronika ishlab chiqarishda, shuningdek, tibbiy implantlarda ham ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, titanning o'ziga xos xususiyatlari 3D bosib chiqarishning noyob imkoniyatlari bilan birlashtirilganda, afzalliklari yanada aniqroq bo'ladi. Xo'sh, 3D bosilgan titanning o'ziga xos qo'llanilishi qanday? Umumiy titan qanday? Printerbozorda bormi?

△3D bosilgan titan qismlari

GE Additive’dan kestirib bo‘g‘imlari, Sciaky’dan ventilyator pichoqlari, Arcam Darker’dan raketa uchlari, 3D Systems’dan titan panjara komponentlari, EOS’dan titan stentlar, Zenith Tecnica’dan jarrohlik orqa miya implantlari

3D bosib chiqarish Xom ashyo chiqindilarini kamaytirish bilan birga titanni yanada samarali ishlab chiqarish imkonini beradi. Qo'shimcha texnologiya sifatida metall 3D bosib chiqarish odatda faqat qismni yig'ish uchun zarur bo'lgan materiallardan, shuningdek, nisbatan oz miqdordagi tayanch strukturaviy materialdan foydalanadi. 3D bosib chiqarish, shuningdek, boshqa hech qanday ishlab chiqarish usuli bilan mumkin bo'lmagan ichki kanallar va ichi bo'sh yoki panjara bilan to'ldirilgan qismlar kabi murakkab dizaynlarni yaratishga imkon beradi. Qoliplar yoki asboblar yo'qligi sababli, titan 3D bosib chiqarish bemorga xos implantlar, prototiplar va tadqiqot vositalari kabi noyob qismlarni tejamkorlik bilan yaratishi mumkin. Ishlab chiqarish, sog'liqni saqlash, kosmik tadqiqotlar va boshqa sohalarni rivojlantirish uchun titanni 3D bosib chiqarishning son-sanoqsiz misollari mavjud.

3D bosib chiqarish titan qotishmasidan foydalanish

△2023-yilda Panerai 3D bosilgan titan korpus bilan jihozlangan Submersible S Brabus PAM01283 soatini chiqardi. O'ngdagi rasmda Holthinrichs Deconstructed birinchi 3D bosilgan titan soatini chiqargani ko'rsatilgan.

Titan 3D bosib chiqarish allaqachon tibbiy asboblar, yuqori samarali velosipedlar, hashamatli soatlar va maishiy elektronika kabi turli xil mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun keng qo'llanilmoqda, bu esa innovatsion, ko'pincha maxsus dizaynlar orqali yengil, ammo mustahkam mahsulotlarni yetkazib berish umidida.

● Aniq mahsulotlar va elektron mahsulotlar

3D bosib chiqarish juda yupqa devorli, murakkab titan qismlarini ishlab chiqarishi mumkin, ular ko'pincha yuqorida ko'rsatilgan Panerai va Holthinrichs soatlari kabi soat korpuslarini tayyorlash uchun ishlatiladi. Titan qotishmasidan yasalgan soat korpuslari ham yaqinda Apple Watch Ultra’ning bir qismi bo'lishi aytilmoqda.

△2023-yilgi Honor Magic V2 buklanadigan smartfonida ishlatilgan 3D bosilgan titan qotishmasidan yasalgan menteşe siljitish qopqog'i

2023-yilda smartfon ishlab chiqaruvchi Honor o'zining yangi buklanadigan Magic V2 smartfonini taqdim etdi, u avvalgi alyuminiy versiyasiga qaraganda yengilroq va 150% mustahkamroq bo'lgan 3D-bosma titandan yasalgan menteşeli siljish qopqog'iga ega. Honorning so'zlariga ko'ra, o'n minglab nusxalarda 3D-bosma qilish mumkin bo'lgan bu kichik titan buyumi mahsulotning mustahkamligi va silliq buklanishi va ochilishining kalitidir.

● Tibbiy va stomatologik implantlar

△American Orthofix Medical kompaniyasining 3D bosma titan implantati Construx Mimi Ti Spacer tizimi 2021-yilda AQSh FDA tomonidan tasdiqlangan.

Tibbiyot sanoatida 3D bosilgan titan implantlari metallning o'ziga xos biomosligi va yaxshi mexanik xususiyatlari, shuningdek, maxsus g'ovakli tuzilmalarni 3D bosib chiqarish (shu bilan osseointegratsiyani ta'minlaydi) va bemorlarning natijalarini yaxshilash uchun massaviy moslashtirish qobiliyati tufayli umurtqa pog'onasi, kestirib, tizza va oyoq-qo'llarda muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda. 3D bosilgan titan implantlari tartibga soluvchi organlarning roziligini va talabini oshirmoqda. Ko'pgina tibbiy implantlar bir xil kasallikka chalingan ko'p sonli odamlarni qamrab olish uchun ishlab chiqarilganligi sababli, ular hamma uchun ham mos emas. Noyob kasalliklarga chalingan odamlar ko'pincha chiqarib tashlanadi. Endi 3D bosish bilan individual bemorlar uchun maxsus mo'ljallangan implantlarni ishlab chiqarish mumkin.

2023-yilda Buyuk Britaniyadagi bir jarroh bir kunda to'rtta bilak operatsiyasini o'tkazdi, bemorga xos 3D bosilgan titan plastinkalaridan foydalanib, ilgari singan bilak deformatsiyalarini tuzatishga erishdi. Ortopedik jarroh va qo'llar va bilaklar bo'yicha klinik rahbar doktor Akshay Malxotra shunday dedi: "Ushbu rejalashtirish jarayoni tugallangandan so'ng, maxsus plastinkalar titan kukuni yordamida chop etiladi, keyin sinovdan o'tkaziladi, Buyuk Britaniyaga jo'natiladi va operatsiyaga tayyorgarlik ko'rish uchun okrug kasalxonasida sterilizatsiya qilinadi."

△CoreLink’ning 3D bosilgan titan vintlari suyak o‘sishini rag‘batlantiruvchi g‘ovak tuzilishga ega va FingerKit Consortium’ning yangi bemorga xos titan barmoq bo‘g‘imlari.

Hindistondagi Manipal kasalxonasi shifokorlari 2022-yilda ko'krak qafasidagi o'sma bilan og'rigan saraton kasalligiga chalingan bemorni davolashda 3D bosilgan titandan foydalanishgan. Umuman olganda, bu o'lchamdagi implantlar inson tanasi uchun juda og'ir bo'ladi, ammo titan yengil va juda mustahkam bo'lgani uchun, 250 grammdan kam og'irlikda bo'lgani uchun, u tananing ichida implantlarni chop etish uchun idealdir. 3D bosilgan implantning muvaffaqiyati tufayli bemor to'liq sog'ayib ketdi va nafas olishiga yordam beradigan tashqi mashinalarga tayanmasdan normal hayotiga qaytishga muvaffaq bo'ldi.

△Titan 3D bosib chiqarish orqali Angel Cycle Works yangi Heaven velosipedining og'irligini sezilarli darajada kamaytirish va dizaynini optimallashtirishga muvaffaq bo'ldi

3D bosilgan titan bugungi kunda yuqori samarali velosipedlarda keng tarqalgan. Titan kranklarda, tormoz dastaklarida, novdalarda, derailleur ilgichlarida va hatto to'liq ramkalarda ishlatiladi. Titan alyuminiy kabi mustahkam va uglerod tolasi kabi yengil, uglerod tolasining barqarorligi bilan bog'liq muammolarsiz. Velosiped ishlab chiqaruvchisi Carbon Wasp nima uchun alyuminiy va uglerod tolasidan voz kechib, eng so'nggi sotuvdan keyingi krank qo'llarini yaratish uchun 3D bosilgan titandan foydalanishni afzal ko'rayotganini tushuntiradi. Carbon Wasp shunday dedi: "Biz uglerod tolasini siqmasdan krankni reduktor valiga mahkamlashning barcha turdagi ijodiy usullarini o'ylab topdik, lekin har doim ba'zi metall qo'shimchalar kerak edi va qo'shimchalarni uglerod tolasiga yopishtirish muammolarga olib kelishi mumkin edi. Cheksiz savollarga. Bir oz prototiplashdan so'ng, Carbon Wasp 3D bosilgan panjara bilan to'ldirilgan titan krank uglerod kabi yengil, ammo zarbaga juda moyil joylarda kuchliroq ekanligini aniqladi. Biz hali ham uglerod tolasi ramkani o'z ichiga olgan boshqa ko'plab materiallar uchun eng yaxshi deb o'ylaymiz, ammo biz allaqachon boshqa titan qismlari ustida ishlayapmiz."

To'liq ramkalar haqida gapiradigan bo'lsak, velosiped ishlab chiqaruvchisi Angel Cycle Works kompaniyasi to'liq titan ramkani bitta yengil komponentda 3D bosib chiqarganini, bu esa poyga vaqtidan muhim soniyalarni qisqartirish va yangi dizayn geometriyalarini yaratish imkonini berishini aytdi. Uning Heaven deb nomlangan yangi superbaykasi avvalgi versiyasidan 400 grammga yengilroq. Bu yil Pilot tomonidan taqdim etilgan yana bir to'liq titan qotishmasidan yasalgan ramka Pilot Seiren deb ataladi. Yo'l velosipedining ramkasi butunlay titandan 3D bosib chiqarilgan (uch qismga bo'lingan). Kompaniyaning ta'kidlashicha, titandan 3D bosib chiqarish velosipedni chavandozning xohishiga ko'ra sozlash imkonini beradi va ramka hech qanday bo'yoq yoki qoplamani talab qilmaydi.

△Mythos velosiped kompaniyasi mijozlarga ushbu rullarni o'z ichiga olgan 3D bosilgan titan qismlarining keng assortimentini taklif etadi, Verve Cycling (o'ngda) esa yangi 3D bosilgan titan kranklarini taklif qiladi.

△GKN Aerospace o'zining Texasdagi fabrikasiga yangi keng ko'lamli titanium 3D printerini qo'shishni rejalashtirmoqda

△NASA faqat bittasiga muhtoj bo'lgani uchun, Oyga joylashtiriladigan qo'l uchun 3D bosib chiqarish titan komponentlari an'anaviy ishlab chiqarishga qaraganda ancha mantiqiyroq.

● Ishlab chiqarish

Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqaruvchi ASML endi titan tashuvchi patnis preformlarini (gofr ishlab chiqarishda ishlatiladi) yasash o'rniga 3D chop etishni amalga oshirmoqda, bu xom ashyoni 64% tejashga va ularni tezroq yetkazib berishga imkon beradi. Yo'naltirilgan energiya cho'ktirish (DED) platformasidan foydalanadigan metall qo'shimchalar ishlab chiqaruvchi Norsk Titanium kompaniyasi yarimo'tkazgich gofr ishlab chiqarishda foydalanish uchun Ti64 bilan 80 kilogramm (taxminan 176 funt) yaqin tarmoqqa yaqin shakl preformlarini chop etmoqda.

△ Vashington universiteti tomonidan ishlab chiqarilgan 3D bosilgan titan qotishma g'ildirak markaziy kronshteyn

△Titan kukuni

Virtual Foundry kabi bir nechta kompaniyalar ekstruder asosidagi eritilgan cho'kma modellashtirish (FDM) uchun titan simni taklif qilishadi. Material PLAga singdirilgan metall kukunini o'z ichiga oladi va 205 °C dan yuqori ekstruder haroratida FDM printerlari yordamida chop etilishi mumkin. Qayta ishlash va sinterlashdan so'ng, bu filamentlar 90% dan ortiq metall tarkibli metall qismlarni ishlab chiqarishi mumkin, bu ularni prototiplash uchun mos qiladi.

△ Universitet metall 3D bosib chiqarish laboratoriyasi, Vashington Yerga boy materiallarni joylashtirish va tadqiq qilish bo'yicha qo'shma markazi, titandan qismlar ishlab chiqaradi

Xulosa qilib aytganda, 3D bosilgan titanning kelajakdagi rivojlanishi umidga to'la va ko'plab sohalarda katta rol o'ynaydi. Doimiy texnologik innovatsiyalar va qo'llanilishni kengaytirish orqali 3D bosilgan titan jamiyatga yanada qulay, samarali va yuqori sifatli metall qismlarni olib keladi.