Bude priemysel foriem používať zliatinu titánu na 3D tlač?

一, Technologické výhody 3D tlače pomocou titánovej zliatiny a ako dobre funguje s potrebami foriem
1. Schopnosť vytvárať komplikované štruktúry
Odvetvie foriem potrebuje každý deň čoraz komplikovanejšie vnútorné prietokové kanály a ľahké mriežkové konštrukcie. Štandardné metódy spracovania sú však obmedzené dráhami nástrojov a dizajnom foriem, čo sťažuje vytváranie vysoko presných{1}}komplikovaných štruktúr. Pomocou 3D tlače zo zliatiny titánu môžete naskladať materiály vrstvu po vrstve a vytvoriť tak trojrozmerné modely. To vám umožní vytvoriť vnútorné kanály, tenko{6}}stenné konštrukcie a nepravidelné chladiace kanály, ktoré staršie metódy nedokážu. Napríklad vo vstrekovacích formách môžu konformné chladiace kanály skrátiť vstrekovací cyklus o 30 % až 50 % a zvýšiť výťažnosť produktu. Zliatiny titánu, podobne ako formovacia oceľ XM-7, majú vysokú tepelnú vodivosť 30 W/(m · K), vďaka čomu ešte lepšie chladia a sú ideálne pre špičkové formy.
2. Výhody materiálového výkonu
Zliatiny titánu sú pevné a ľahké, vďaka čomu formy vydržia dlhšie a ľahšie sa používajú. Napríklad martenzitická starnúca oceľ 1,2709 (18Ni300) má pevnosť v ťahu 2000 MPa a tvrdosť 50–52 HRC. Je vhodná pre vysokonapäťové odlievacie formy-a vydrží viac ako trikrát dlhšie ako bežná oceľ H13. Odolnosť titánových zliatin voči korózii (napríklad ako stabilná je nehrdzavejúca oceľ 316L vo vlhkých podmienkach) môže znížiť počet opakovaní čistenia foriem a časom znížiť náklady na ich používanie.
3. Personalizácia a rýchle zmeny
Výroba formy znamená veľa experimentov a zmien a tradičné metódy trvajú dlho a stoja veľa. Digitálne modely možno použiť na priamu 3D tlač z titánovej zliatiny a výrobu a overenie prototypu formy je možné vykonať v priebehu niekoľkých dní. To skracuje čas potrebný na výskum a vývoj. Napríklad spoločnosť, ktorá vyrába automobilové diely, používa 3D tlač z titánovej zliatiny na skrátenie času vytvárania formy z 8 týždňov na 2 týždne a vďaka tomu, že formy sú o 30 % ľahšie, ich dizajnom s mriežkovou štruktúrou. To šetrí energiu a uľahčuje priebeh procesu.
2, Bežné spôsoby, ako sa 3D tlač z titánovej zliatiny používa v priemysle foriem
1. Formy na vstrekovanie
Pretože zliatina titánu má vysokú tepelnú vodivosť a je odolná voči korózii, je to najlepší materiál pre vstrekovacie formy. Napríklad vo formách na interiéry automobilov, formy vyrobené s použitím prášku z nehrdzavejúcej ocele 316L a technológie SLM spolu s konformným dizajnom kanála chladiacej vody skrátia cyklus vstrekovania zo 120 sekúnd na 75 sekúnd a zvýšia výnos na 98 %. Formy z titánovej zliatiny sú tiež skvelé na leštenie povrchov, čo je dôležité pri výrobe-veľmi presných predmetov, ako sú optické šošovky.
2. Formy na tlakové liatie
Formy na tlakové liatie musia byť schopné zvládnuť eróziu kovov pri vysokej teplote a cykly tepelného namáhania. Odolnosť titánových zliatin voči tepelnému praskaniu a opotrebovaniu môže výrazne zvýšiť životnosť formy. Po tepelnom spracovaní má forma na tlakové odlievanie z hliníkovej zliatiny-potlačená práškom 1.2709 tvrdosť 50 HRC a po 60 000 cykloch tlakového odlievania- si zachováva svoju štruktúru. Ide o 200% zvýšenie životnosti v porovnaní s typickými oceľovými formami H13.
3. Forma na gumené pneumatiky
Odolnosť proti opotrebovaniu a tepelná stabilita titánovej zliatiny môže zlepšiť presnosť gumových foriem, keď sa používajú na vytváranie vzorov. Nerezová prášková forma CX (Corrax) vyrobená technológiou SLM má leštiaci výkon A2. Mriežková podporná konštrukcia znižuje hmotnosť formy o 30 % a zlepšuje presnosť reprodukcie vzoru s presnosťou 0,01 mm, čo je to, čo špičkové-pneumatiky potrebujú.
4. Formy na medicínu
Skutočnosť, že zliatina titánu je biokompatibilná, jej poskytuje osobitnú výhodu v oblasti lekárskych foriem. Napríklad 3D tlačené formy kostných doštičiek z titánovej zliatiny môžu byť prispôsobené pre každého pacienta vytvorením modelov foriem priamo z ich údajov CT. Tým sa skracuje čas potrebný na prípravu na operáciu a implantáty sú prispôsobivejšie.
3, Problémy, ktorým čelí 3D tlač z titánovej zliatiny v biznise s formami
1. Náklady na materiály sú vysoké
Cena prášku z titánovej zliatiny je oveľa vyššia ako cena bežnej formovacej ocele. Napríklad 1,2709 prášku stojí zhruba 800 juanov za kilogram, čo je trikrát viac ako 316 l prášku, ktorý stojí 260 juanov za kilogram. Formy zo zliatiny titánu vydržia dlhšie, ale vysoké náklady na ich výrobu v prvom rade sťažujú ich použitie vo veľkom meradle.
2. Udržiavanie stabilného procesu a odstraňovanie problémov
Existujú problémy s 3D tlačou titánových zliatin, ako je sféroidizácia, praskliny a pórovitosť, ktoré znižujú účinnosť formy. Napríklad v technológii SLM, ak prášok dostatočne netečie, vrstvy sa nebudú dobre spájať a komponenty musia byť lepšie zmenou nastavení tlače (ako je výkon lasera a rýchlosť skenovania) a post-spracovanie (ako je izostatické lisovanie za horúca).
3. Náklady na vybavenie a následné{1}}spracovanie
Špičkové{0}}tlačiarne 3D z titánovej zliatiny, ako napríklad EOS M400-4, stoja viac ako 10 miliónov juanov a potrebujú ochranný systém inertného plynu a presné zariadenie na kontrolu teploty. Oveľa ťažšie sa preto používajú. Formy z titánovej zliatiny musia byť tiež ošetrené, keď sú vyrobené, čo zvyšuje náklady a čas potrebný na ich výrobu.