Dajú sa vysoké - componenty hriadeľa vytlačiť z zliatiny titánu?

一, 3D tlač so zliatinou titánu: Prechádzanie za hranicami štandardných materiálov
1. Spolupráca na umožnenie vysokej sily a ťažnosti
V typických kovoch majú pevnosť a ťažnosť často pripojenie „hreba“, ale 3D tlač môže prerušiť toto obmedzenie kontrolou mikroštruktúry. Napríklad Čínska akadémia vied a tím Northeastern University zamestnáva technológiu riadenej energetickej depozície (DED) na výrobu ti ∝ zr ₁ ₅nbval₀. Pevnosť výnosu zliatiny s vysokou entropiou je 914 MPa a predĺženie zlomeniny je 27,4%. To je omnoho vyššia ako štandardná vzorka liatia (835 MPa, 18,8%). Najdôležitejšou časťou je:
Návrh heterogénnej štruktúry: Keď stĺpcové kryštály a rovnocenné kryštály spolupracujú na deformácii, vytvárajú „pružinu - ako„ mechanizmus úpravy napätia vo vnútri materiálu. To udržuje materiál silný a dáva mu priestor na deformovanie.
Urobenie zloženia: Metóda Ded sa veľmi rýchlo ochladí (10 ⁴ -10 ⁶ k/s), ktorá zastaví segregáciu prvkov, zastaví zrážanie nebezpečnej fázy a pripravuje pôdu pre veľké mechanické vlastnosti.
Tento druh materiálu sa použil v častiach hriadeľov leteckých motorov a jeho schopnosť dobre fungovať pri vysokých teplotách (plastický kmeň dosahuje 67,6% pri 600 stupňoch) otvára ešte viac použití pre zliatiny titánu vo veľmi drsných podmienkach.
2. Cesta k zlepšeniu výkonnosti rezistencie na únavu
Hlavnou mierou únavovej životnosti častí hriadeľa je ich únavová životnosť . 3 d Tlač robí veci odolnejšie voči únave pomocou nasledujúcich metód:
Ovládanie defektov: Použitím technológie laserového selektívneho topenia (SLM) môžete znížiť pravdepodobnosť iniciácie únavovej trhliny optimalizáciou skenovacej taktiky (takéto skenovanie chequerboard) na nižšiu pórovitosť z 0,8% do 0,2% a medzivrstvové defekty fúzie.
Zvládanie zvyškového stresu: Shot Peening dodáva -400 mPa zvyškového tlakového stresu, vďaka čomu je hliníkové kolesá zliatiny trikrát dlhšie. Rovnaká metóda sa môže použiť na časti hriadeľa zliatiny titánu.
Proces tepelného spracovania: Ošetrenie horúcim izostatickým lisovaním (HIP) sa môže zbaviť vnútorných pórov a urobiť únavovú silu zliatiny TI6AL4V z 450 MPa na 620 MPA.
2, použitie v priemysle: od laboratória po hromadnú výrobu
1. Aerospace: Model, ako kombinovať ľahkosť a funkčnosť
Systém High Edge Airbus A350 High Edge má flexibilný hriadeľ zliatiny titánovej zliatiny, ktorý je orientačným príkladom 3D tlačených častí hriadeľa. Liebherr Aerospace robí túto časť pomocou výroby aditív Titanium Aditive a vkladá ju do aktívnej diferenciálnej prevodovky systému klapky. To vedie k nasledujúcim prielomom:
Integrácia funkcie: Zostavenie siedmich tradičných častí do jednej, čo znižuje hmotnosť o 30% a robí ju o 20% spoľahlivejšou.
Kontrola výkonu: Certifikácia EASA ukázala, že 3D - Tlačené časti hriadeľa môžu spĺňať letectvo - štandardy únavy známky, čo znamená, že môžu trvať až 20 rokov.
Optimalizácia nákladov: 3D tlač s zliatinou titánu používa menej materiálu a náklady o 40% menej ako tradičné metódy kovania.
2. Lekárske pomôcky: prispôsobené úpravy a kompatibilita s biologickými systémami
V oblasti ortopedických implantátov sa v klinickom prostredí použili komponenty 3D tlačeného hriadeľa z altánovej zliatiny, vrátane stoniek bedrových kĺbov. Niektoré z jeho výhod sú:
Anatomická adaptabilita: Vlastný dizajn založený na údajoch CT pacienta, ktorý znižuje účinky tienenia stresu a podporuje integráciu kostí.
Návrh poréznych štruktúr: Vytváranie biomimetických poréznych štruktúr pomocou optimalizácie topológie, vďaka čomu sú nielen ľahšie, ale tiež urýchľuje tvorbu kostí. Napríklad spoločnosť vytvorila 3D - vytlačený umelý kĺb zliatiny Cobalt Chromium, ktorý trvá dlhšie ako 95% kovaných dielov.
3. Výroba automobilov: Nájdenie správnej rovnováhy medzi vysokou výkonnosťou a ľahkou hmotnosťou
Vo svete vysokých - výkonnostných automobilov, 3D tlačené časti hriadeľa s hriadeľmi, ako sú prevodovky a zavesené systémy, pomaly nahradia oceľ. Napríklad skupina BMW používa 3D - vytlačené vodné bundy hliníka a optimalizáciu topológie, aby boli o 40% ľahšie a vydržia viac ako 2000 hodín.
Tesla testuje zliatinu titánu 3D - tlačené ovládacie ramená v systéme odpruženia Cybertruck. Dizajn heterostruktúry ich robí súčasne silným a odolným.