Kombinácia titánovej zliatiny a 3D tlače sa stala novým trendom v priemyselnom rozvoji. Vzhľadom na malú tepelnú vodivosť titánovej zliatiny je miestne rýchle zahrievanie v procese rezania a teplo sa ťažko uvoľňuje, takže spôsob spracovania znižovania výroby materiálu je náročný a proces 3D tlače aditívnej výroby sa lepšie vyhýba nevýhodám tradičným spôsobom a očakáva sa, že kombinácia oboch sa stane novým trendom. Napríklad zahraničný výrobca hodiniek Barrelhand a hlavný dodávateľ zariadenia na 3D tlač Materialise spolupracujú na použití procesu 3D tlače na výrobu puzdra hodiniek z titánovej zliatiny, Honor uviedol na trh nový mobilný telefón so skladacou obrazovkou Magic V2 v časti závesu sklopnej obrazovky pre 3D tlač z titánovej zliatiny proces. Stal sa prvým skladacím vlajkovým strojom na svete s pántmi z titánovej zliatiny a je to tiež prvé rozsiahle využitie procesu 3D tlače z titánovej zliatiny na mobilných telefónoch.
Prečo používať 3D tlač na výrobu konštrukčných dielov zo zliatiny titánu?
(1) Tradičné obrábanie zliatin titánu je náročné. V porovnaní s nehrdzavejúcou oceľou a zliatinou hliníka má tradičné obrábanie určité ťažkosti vzhľadom na zliatinu titánu. Je to hlavne preto, že tepelná vodivosť titánovej zliatiny je nízka a tepelná vodivosť bežnej titánovej zliatiny TC4 je len 7,96 W/m·K, čo je oveľa menej ako u nehrdzavejúcej ocele a hliníkovej zliatiny. To vedie k akumulácii tepla zliatiny titánu pri spracovaní, rýchlemu lokálnemu ohrevu. Podľa údajov technologickej siete Advanced Manufacturing môže tradičná metóda rezania spôsobiť, že miestna teplota titánovej zliatiny bude vyššia ako 1 000 stupňov, na jednej strane vedie k opotrebovaniu hrany nástroja, praskaniu a hromadeniu nečistôt, skráteniu životnosti nástroja. na druhej strane lokálna vysoká teplota tiež zničila integritu povrchu titánovej zliatiny, čo malo za následok zníženie presnosti a zníženie jej únavovej pevnosti. Podľa údajov polyméru Ai Bang je celková výťažnosť rámu mobilného telefónu s použitím materiálu zliatiny titánu približne 30 %-40 %, čo je oveľa menej ako 80 % rámu z hliníkovej zliatiny. Tradičné obrábanie iných kovov je pomerne vyspelé. Cena nehrdzavejúcej ocele a zliatiny hliníka je lacnejšia ako zliatina titánu, zatiaľ čo tepelná vodivosť nehrdzavejúcej ocele a zliatiny hliníka je vyššia a pri použití tradičného procesu znižovania materiálu nebudú žiadne problémy podobné spracovaniu zliatiny titánu, takže proces spracovania prostredníctvom CNC alebo tlakového liatia bol veľmi vyspelý, ceny surovín a náklady na spracovanie sú nízke. Z krátkodobého hľadiska je výhoda nákladov a výkonnosti pri použití procesu 3D tlače nedostatočná.
(2) Technický proces 3D tlače je dobre prispôsobený na prípravu dielov zo zliatiny titánu. a, kovová 3D tlač reprezentovaná technológiou SLM sa líši od tradičnej CNC výroby redukcie dosiek a tyčí, SLM je aditívny výrobný proces prostredníctvom laserového tavenia kovového prášku a vrstvy po nahromadení vrstvy, čo zabraňuje nevýhodám rezania zliatiny titánu z technického trasa; b, proces tlače aditívnej výrobnej vrstvy má nízku nákladovú citlivosť na zložité štruktúry, takže sloboda dizajnu počas spracovania je vysoká a nízka hmotnosť sa dá dosiahnuť pomocou štruktúr s vnútornými dutinami; c, zariadenie na 3D tlač prostredníctvom veľkorozmerného dizajnu a vybaveného viacerými laserovými hlavami môže dosiahnuť viacnásobné tvarovanie naraz, účinnosť tlače sa výrazne zlepší; d, 3D tlač je integrovaná technológia tvarovania, v porovnaní so spracovaním rezaním majú jej výstupné konštrukčné časti lepšiu pevnosť a konzistenciu.
(3) Proces 3D tlače z titánovej zliatiny výrazne zlepšuje výkon mobilných telefónov so skladacou obrazovkou. V júli 2023 spoločnosť Glory uviedla na trh nový mobilný telefón so skladacou obrazovkou Magic V2, ktorý využíva materiál zliatiny titánu v závese kľúčových častí v mieste skladania. Hlavnou úlohou pántu je napomáhať zloženiu ohybnej obrazovky, čo hrá dôležitú úlohu v odolnosti mobilného telefónu, miere prispôsobenia stavu zloženia a rovinnosti stavu roztiahnutia. Podľa oficiálnych údajov Honor je vďaka aplikácii pántov z titánovej zliatiny hrúbka skladania Magic V2 už 9,9 mm, hrúbka roztiahnutia je len 4,7 mm, pevnosť materiálu z hliníkovej zliatiny je zvýšená o 150 %, viac ako Je možné dosiahnuť 400,{11}} zložení, hmotnosť je len 231 g a ukazovatele výkonu vedú väčšinu mobilných telefónov so skladacou obrazovkou na trhu.
Aký je vzťah medzi 3D tlačou a CNC a MIM procesmi?
Vzťah medzi 3D tlačou a CNC je komplementárny a substitučný
(1) Konštrukčná koncová 3D tlač môže čiastočne nahradiť CNC obrábanie. Pretože 3D tlač má nízku nákladovú citlivosť na zložité konštrukčné časti, metóda aditívnej výroby určuje, že je vhodná na spracovanie zložitejších konštrukčných častí, takže keď má obrobok zakrivený tvar a má vo vnútri viac dutých štruktúr, 3D tlač môže nahradiť CNC proces. Okrem toho má 3D tlač vysoké vlastnosti prispôsobenia, takže má široké uplatnenie v lekárskych ortopedických implantátoch. (2) 3D tlač na strane materiálu dopĺňa CNC obrábanie. Pre titánové zliatiny, superzliatiny a iné ťažko spracovateľné materiály, aditívna výroba prostredníctvom vrstvenia práškového spracovania a akumulácie formovania, z technického princípu, aby sa predišlo tradičnému obrábaniu v procese rezania, ktoré ľahko produkuje nevýhody. Preto môže 3D tlač pomôcť CNC dokončiť proces formovania náročnejších spracovateľských materiálov, zatiaľ čo spracovaný polotovar potrebuje aj následné žíhanie, rezanie drôtom a leštenie a leštenie, CNC brúsne a leštiace obrábacie stroje v prepojení postprocesingu budú krokom ďalšie jemné spracovanie sa tieto dva procesy môžu navzájom dopĺňať. (3) Komplementárnosť a substitúcia týchto dvoch procesov koexistujú a pri výbere je dôležitým hľadiskom hospodárnosť. Ak vezmeme ako príklad spracovanie materiálov zo zliatiny titánu, výhody 3D tlače sú vysoké využitie surovín, vysoký výťažok a podpora zložitých štruktúr, zatiaľ čo výhody CNC spočívajú v tom, že veľkosť tlače je veľká, štrukturálna zložitosť je mierna. a náklady na jeden výrobok sú nízke pri výrobe vo veľkom meradle.
