کدام صنایع از سیم تیتانیوم چاپ سه بعدی استفاده می کنند

در میان موج فناوری تولید افزودنی ، سیم تیتانیوم چاپ سه بعدی ، با مزایای منحصر به فرد آن از استحکام بالا ، سبک وزن و زیست سازگاری ، در حال تبدیل شدن به پلی است که صنعت و کالاهای مصرفی بالا- را به هم وصل می کند. از اجزای موشک برای اکتشافات فضایی عمیق گرفته تا ایمپلنت های سفارشی در بدن انسان ، از لولاهای گوشی های هوشمند گرفته تا قاب های دوچرخه ، این ماده ، ترکیب عملکرد موفقیت آمیز با انعطاف پذیری تولید ، در حال تغییر شکل مرزهای نوآوری در صنایع متعدد است.

هوا و فضا

الزامات دقیق عملکرد مواد صنعت هوافضا باعث شده است که سیم تیتانیوم زمینه ای برای فناوری چاپ سه بعدی باشد. پردازش سنتی آلیاژ تیتانیوم نیاز به جعل و فرز دارد ، در نتیجه میزان استفاده از مواد کمتر از 30 ٪ {3} D چاپ ، با استفاده از رسوب ذوب شده پرتو الکترونی (EBF) یا فن آوری های قوس قوس (WAAM) ، می تواند این میزان استفاده را به بیش از 95 ٪ افزایش دهد ، در حالی که همچنین امکان قالب گیری یکپارچه ساختارهای پیچیده را نیز فراهم می کند. به عنوان مثال ، تیغه های موتور موشک از بهینه سازی توپولوژی برای طراحی یک ساختار شبکه داخلی استفاده می کنند و ضمن حفظ مقاومت دما {7 {7 ، 30 ٪ وزن را کاهش می دهد. اجزای ساختاری ماهواره ای از طراحی لانه زنبوری توخالی استفاده می کنند و وزن آن را 40 ٪ کاهش می دهند در حالی که هنوز قادر به مقاومت در برابر لرزش شدید و نوسانات دما هستند. علاوه بر این ، مقاومت در برابر تابش سیم تیتانیوم آن را به یک ماده ایده آل برای تجهیزات اکتشافی عمیق تبدیل می کند. به عنوان مثال ، کابل های متصل به 10،000 {14} meter {15-} کلاس زیر مجموعه ها و کاوشگرهای زیر یخ اروپا به مقاومت فشار بالا- و سختی کم مصرف متکی هستند.

مراقبت های بهداشتی

زیست سازگاری تیتانیوم ، همراه با قابلیت های سفارشی سازی چاپ سه بعدی ، در پارادایم تولید ایمپلنت های پزشکی متحول می شود. ایمپلنت های سنتی از "One - اندازه- متناسب با مدل های- همه" استفاده می کنند ، در حالی که سیم تیتانیوم 3D {6} چاپ شده می تواند به طور مستقیم با ساختارهای متلاشی بر اساس داده های CT بیمار چاپ شود ، و باعث می شود که سلول استخوانی را فعال کند و ریسک قابل ملاحظه ای را کاهش می دهد. در ارتوپدی ، پروتزهای مفصل ران 3D {9} چاپ شده از طرح تخلخل شیب (80 ٪ تخلخل سطح ، 20 ٪ تخلخل داخلی) برای افزایش راندمان osseointegration 40 ٪ استفاده می کنند و مدت زمان بهبودی بیمار را 50 ٪ کوتاه می کنند. در ترمیم Craniomaxillofacial ، مش تیتانیوم می تواند دقیقاً سه مورفولوژی بعدی-} نقص بیمار را تکرار کند ، به تقارن دو جانبه و عملکرد بازگرداندن. علاوه بر این ، مقاومت در برابر خوردگی سیم تیتانیوم آن را به یک ماده اصلی برای استنت های قلبی عروقی و ایمپلنت های دندان تبدیل می کند. به عنوان مثال ، نیکل-} استنت های آلیاژ تیتانیوم از طریق حافظه شکل به پشتیبانی پویا می رسند ، در حالی که ایمپلنت های تیتانیوم خالص چرخه osseointegration خود را با 30 ٪ از طریق اصلاح سطح نانو- کاهش می دهند.

لوازم الکترونیکی مصرف کننده

در تلفن های هوشمند ، پوشیدنی ها و زمینه های دیگر ، چاپ سه بعدی تیتانیوم سیم در حال تبدیل شدن به یک فناوری کلیدی برای حل تضاد بین سبک و قدرت است. با چگالی تنها 60 ٪ از فولاد ، استحکام آن با آلیاژ آلومینیوم قابل مقایسه است و مقاومت در برابر خوردگی آن به مراتب از فولاد ضد زنگ فراتر می رود. به عنوان مثال ، در تلفن های تاشو ، پوشش های لولای آلیاژ تیتانیوم 3D {5} چاپ شده از یک طرح پر کردن شبکه استفاده می کنند و ضخامت آن را 27 ٪ کاهش می دهد و در حالی که قدرت برشی را به 670 مگاپاسکال افزایش می دهد ، 200،000 برابر بدون آسیب را امکان پذیر می کند. در ساعتهای هوشمند ، موارد آلیاژ تیتانیوم به دیوارهای نازک-}}} ساختارهای توخالی پیچیده از طریق چاپ 3D قطعه-}} افزایش می یابد و باعث افزایش کارایی پنج برابر در مقایسه با ماشینکاری CNC سنتی می شود.

خودرو و حمل و نقل

در میان تغییر وسایل نقلیه سبک و انرژی جدید ، چاپ سه بعدی تیتانیوم سیم فراتر از اتومبیل های مسابقه ای- پایان به بازار غیرنظامی است. مزایای آن نه تنها در کاهش وزن بلکه در دستیابی به ساختارهای پیچیده ای است که با استفاده از روشهای سنتی تولید آن دشوار است. به عنوان مثال ، یک ماشین اسپرت یک برند خاص از کالیپرهای ترمز آلیاژ تیتانیوم 3D {5} چاپ شده استفاده می کند ، که وزن آن را 40 ٪ از طریق طراحی شبکه داخلی کاهش می دهد و در عین حال باعث بهبود ثبات حرارتی با 200 درجه می شود و از قابلیت اطمینان ترمز در شرایط عملیاتی شدید اطمینان می دهد. در بخش جدید وسیله نقلیه انرژی ، قاب های باتری آلیاژ تیتانیوم از طریق بهینه سازی توپولوژیکی 20 ٪ کاهش وزن را به دست می آورند و کانال های سیال را برای اتلاف حرارت فعال ادغام می کنند و باعث افزایش ایمنی بسته باتری می شوند. علاوه بر این ، مقاومت در برابر خوردگی سیم تیتانیوم آن را به یک ماده ایده آل برای صفحات دو قطبی سلول سوخت هیدروژن تبدیل می کند.

مهندسی و انرژی دریایی

در زمینه هایی مانند Exploration Deep- Exploration SEA و توسعه انرژی هسته ای ، مقاومت در برابر خوردگی سیم تیتانیوم و استحکام بالا از مزایای اصلی هستند. به عنوان مثال ، کابل های آلیاژ تیتانیوم مورد استفاده در تجهیزات استخراج دریایی عمیق- با نانولوله های کربن تقویت شده و قدرت خاص آنها را به 35 کیلومتر (در مقایسه با تقریباً 25 کیلومتر برای آلیاژهای تیتانیوم معمولی) افزایش داده و آنها را قادر می سازد تا بارهای 100000 تن را تحمل کنند. در نیروگاه های هسته ای ، لوله های خنک کننده آلیاژ تیتانیوم 3D {{9} چاپ شده تحت درمان با نانو - درمان تبلور ، بهبود مقاومت در آغوش هیدروژن آنها 75 ٪ و عمر خدمات خود را از 40 سال به 60 سال افزایش می دهد. علاوه بر این ، ماهیت سبک سیم تیتانیوم آن را به یک ماده اصلی برای کابل های توربین بادی شناور تبدیل می کند. از طریق طراحی هوشمند ، شعاع اتصال را 30 ٪ کاهش می دهد و 60 ٪ استفاده از منطقه دریا را افزایش می دهد.

ظهور سیم تیتانیوم چاپی 3D- نه تنها از خصوصیات ماده برتر آن ، بلکه از تعریف مجدد آن از ماهیت تولید {2} تغییر از "پردازش تفریق" به "ایجاد افزودنی" و "تولید استاندارد" به "سفارشی سازی شخصی" می رسد. در هوافضا ، موشک ها را سبک تر و ماهواره ها کوچکتر می کند. در پزشکی ، به ایمپلنت ها اجازه می دهد تا با بدن انسان مطابقت بیشتری داشته باشند. و در الکترونیک مصرفی ، دستگاه ها را نازک تر و با دوام تر می کند. با دستیابی به موفقیت در فن آوری هایی از قبیل عملیات حرارتی شیب و بازیابی تیتانیوم باقیمانده (میزان بهبودی> 95 ٪) ، مقاومت خستگی سیم تیتانیوم به 978MPA رسیده است ، افزایش 106 ٪ در مقایسه با قطعات چاپی سنتی ، که برای کاربرد آن در محیط های شدید امکان جدیدی را باز می کند.