क्या धातु 3 डी प्रिंटिंग उच्च - शक्ति लोड - असर वाले घटकों के लिए उपयुक्त है?

1, सामग्री कैसे काम करती है, इसमें एक बड़ा कदम: लैब से फैक्ट्री तक जाना
धातु 3 डी प्रिंटिंग ने उद्योग में 12 प्रकार के उच्च - प्रदर्शन सामग्री का उपयोग करना संभव बना दिया है। टाइटेनियम मिश्र, निकेल - जैसे आवश्यक सामग्री के यांत्रिक गुणों पर आधारित उच्च - तापमान मिश्र धातु, टैंटलम धातु, और अन्य तक पहुंच गए हैं या यहां तक ​​कि फोर्जिंग आवश्यकताओं को पार कर गए हैं। यूके में ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय की टीम ने टैंटलम धातु भागों को प्रिंट करने के लिए लेजर पाउडर बेड पिघलने वाली तकनीक का इस्तेमाल किया। इन हिस्सों ने 125-437 GPA के गंभीर दबावों के अधीन होने पर जाली टैंटलम के समान प्रभावों पर प्रतिक्रिया व्यक्त की। इस उपलब्धि के कारण, 3 डी मुद्रित टैंटालम अब परमाणु संलयन रिएक्टर छर्रों और अंतरिक्ष यान विकिरण परिरक्षण जैसी चीजों के लिए सबसे अच्छी सामग्री है। प्लैटिनम टेक्नोलॉजी का अल्ट्रा - ठीक अनाज टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर मुद्रित भागों के लिए 92% जाली भागों की थकान ताकत प्रदान करता है। जब प्लैटिनम प्रौद्योगिकी द्वारा बनाए गए C919 हवाई जहाज के केंद्रीय विंग एज स्ट्रिप पर 12 टन का तन्य लोड लागू किया जाता है, तो यह विशिष्ट फोर्जिंग की तुलना में 37% कम है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की दुनिया में, 3 डी प्रिंटिंग ने पारंपरिक कास्टिंग की ताकत सीमा को प्राप्त किया है। SLM तकनीक को 7075 एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रिंट करने के लिए एक निश्चित कंपनी द्वारा नियोजित किया गया था। जिस तरह से अनाज उन्मुख हो गए और गर्मी उपचार प्रक्रिया को बदलकर, तन्यता ताकत 580mpa तक चली गई, जो कि आमतौर पर T6 फोर्जिंग में पाया जाने वाला 15% अधिक है। इसने मुख्य लोड - एक निश्चित प्रकार के मानव रहित हवाई विमान के असर फ्रेम पर अच्छी तरह से काम किया। बहु - सामग्री समग्र मुद्रण एक अधिक क्रांतिकारी विकास है। एक मेडिकल कंपनी ने एक टाइटेनियम/हाइड्रॉक्सीपैटाइट ग्रेडिएंट सामग्री एसिटाबुलर कप बनाया है जिसमें सतह पर एक बायोएक्टिव परत होती है जो हड्डियों को एक साथ बढ़ने में मदद करती है और एक आंतरिक उच्च - ताकत टाइटेनियम मैट्रिक्स जो मानव आंदोलन के वजन को संभाल सकती है। यह प्रोस्थेसिस को 25 साल तक रहता है।
2, संरचनात्मक नवाचार: "घटाव विनिर्माण" से "टोपोलॉजी अनुकूलन" तक जाना
का मुख्य लाभधातु 3 डी मुद्रणयह है कि यह जटिल आकृतियाँ बना सकता है जो अन्य तरीके नहीं कर सकते। टोपोलॉजी अनुकूलन का उपयोग करते हुए, बोइंग के 787 ड्रीमलाइनर इंजन ब्रैकेट 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करके एक टुकड़े में 20 तत्वों को जोड़ती है। बायोमिमेटिक जाली संरचना चीजों को तनाव फैलाने में 40% बेहतर बनाती है, जबकि उन्हें 30% हल्का बनाती है। इस डिजाइन विचार का उपयोग मोटर वाहन उद्योग में किया गया है। उदाहरण के लिए, बीएमडब्ल्यू ग्रुप ने i8 रोडस्टर के लिए एक 3 डी प्रिंटेड एल्यूमीनियम मिश्र धातु स्टीयरिंग पोर बनाया जो अपने आंतरिक खोखले जाली डिजाइन के कारण हल्का है। यह पारंपरिक फोर्जिंग की तुलना में 22% स्टिफ़र है और 2 मिलियन थकान परीक्षण पारित किया है।
कन्फर्मल कूलिंग वाटर सर्किट तकनीक मोल्ड व्यवसाय में 3 डी प्रिंटिंग का "किलर एप्लिकेशन" बन गया है। एक कंपनी ने ऑटोमोबाइल बम्पर मोल्ड्स के लिए एक सर्पिल कूलिंग वाटर सर्किट तैयार किया, जो 90 सेकंड से 55 सेकंड तक एक मोल्ड बनाने में समय में कटौती करता है और युद्ध और विरूपण की दर में 82%तक कटौती करता है। हॉट रनर सिस्टम में एक अधिक ग्राउंडब्रेकिंग मामला होता है: मानक हॉट नोजल 12 भागों से बना होता है, जबकि 3 डी प्रिंटेड इंटीग्रेटेड हॉट नोजल को केवल 3 की आवश्यकता होती है। इंटीरियर चैनलों को अनुकूलित करके, थर्मल विस्तार गुणांक 35%से कम होता है, जो कि इंजेक्शन मोल्डिंग की सटीकता को बहुत बढ़ाता है।
3, प्रक्रिया सत्यापन: एक घटक बनाने से लेकर उनमें से बहुत कुछ बनाने तक
कई उद्योगों ने दिखाया है कि बड़ी मात्रा में चीजों को बनाने के लिए धातु 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग किया जा सकता है। शेनयांग एयरक्राफ्ट इंडस्ट्री कॉरपोरेशन (शेनयांग एयरक्राफ्ट कॉरपोरेशन) में मास - का उत्पादन किया गया है जो अपने नए विमान मॉडल के लिए 3 डी प्रिंटेड टाइटेनियम मिश्र धातु लोड - असर फ्रेम का उत्पादन करता है। प्रत्येक विमान इन फ्रेमों में से 300 से अधिक का उपयोग करता है, जो उन्हें पारंपरिक तरीकों की तुलना में 272 किलोग्राम हल्का बनाता है और प्रत्येक वर्ष 640,000 लीटर ईंधन बचाता है। पोर्श 911 जीटी 2 आरएस पिस्टन बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग को नियुक्त करता है, जो कूलिंग चैनलों की वास्तुकला में सुधार करके 30 हॉर्सपावर द्वारा इंजन आउटपुट को बढ़ाता है। इस तकनीक को एक उत्पादन लाइन पर उपयोग करने के लिए रखा गया है जो एक वर्ष में 100,000 सेट बनाता है।
3 डी प्रिंटिंग मजबूत भागों में चिकित्सा पेशे में उपयोगी होने की संभावना है। जॉनसन एंड जॉनसन द्वारा बनाए गए 3 डी - मुद्रित झरझरा टाइटेनियम मिश्र धातु एसिटाबुलर कप ने अपनी बायोमिमेटिक बोन ट्रैब्युलर स्ट्रक्चर डिज़ाइन के लिए हड्डी के गठन की दर में वृद्धि की है। इसका उपयोग दुनिया भर में 500,000 से अधिक उदाहरणों में किया गया है। एक कंपनी ने आर्थोपेडिक सर्जरी के लिए एक कस्टम 3 डी प्रिंटेड टाइटेनियम मिश्र धातु की हड्डी प्लेट का उत्पादन किया है जो रोगी के सीटी डेटा के आधार पर छेद के प्लेसमेंट और आकार को बदल सकता है। यह सामान्य प्लेटों की तुलना में सर्जरी के समय को 40% तक कटौती करता है और सर्जरी के 6 सप्ताह बाद हीलिंग को गति देता है।
4, अर्थव्यवस्था का पुनर्गठन: "उच्च - लागत प्रयोग" से "मुख्यधारा निर्माण" तक जाना
बड़े पैमाने पर धातु 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करने की कुंजी लागत को कम करना है। वोहलर्स एसोसिएट्स के अनुसार, दुनिया भर में औद्योगिक एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग सिस्टम की औसत कीमत 2019 में $ 98,105 से घटकर 2021 में $ 93,404 हो गई है। उसी समय, मुद्रण दक्षता 300%बढ़ गई है। प्लैटिनम के अपने 3 डी प्रिंटिंग पाउडर की कीमत 2020 में 1.4448 मिलियन युआन/टन से गिरकर 2022 में 781900 युआन/टन हो गई। उसी समय, सकल लाभ मार्जिन 38.98%तक बढ़ गया, यह दिखाते हुए कि कंपनी पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं का लाभ उठाने में सक्षम थी।
चिपकने के नए तरीके ने चीजों को व्यापक पैमाने पर बनाने के लिए एक नया तरीका खोला है। डेस्कटॉप मेटल और ट्रिटेक टाइटेनियम पार्ट्स ने टाइटेनियम मिश्र धातु बॉन्डिंग एजेंट स्प्रे प्रक्रिया बनाने के लिए एक साथ काम किया है। यह प्रक्रिया बड़े पैमाने पर - हरे रंग के शरीर को प्रिंट करके टाइटेनियम मिश्र धातु भागों का उत्पादन करती है, उन्हें 98%के घनत्व के लिए, और फिर मशीनिंग या सतह को खत्म करने के लिए सिन्डिंग कर रही है। एसएलएम तकनीक की तुलना में, यह दृष्टिकोण सामग्री, उपकरण, ऊर्जा उपयोग और अन्य चीजों के लिए कीमतों में 40% से 60% तक की कीमतों में कटौती करता है। इस तकनीक का उपयोग एक निश्चित इलेक्ट्रिकल 3 सी कंपनी द्वारा 316L स्टेनलेस स्टील वॉच केसिंग का परीक्षण करने और बनाने के लिए किया जाता है। प्रत्येक टुकड़े की लागत मानक इंजेक्शन मोल्डिंग की तुलना में 35% कम है।