chidziwitso

The ntchito ufa woyera wa titaniyamu mu kusindikiza kwa 3D kumayimira kupita patsogolo kwakukulu muukadaulo wopanga zowonjezera. Njira yatsopanoyi imalola kuti pakhale zida za titaniyamu zovuta, zopangidwa mwamakonda zomwe sizinachitikepo mwatsatanetsatane komanso moyenera. Titaniyamu yoyera imagwiritsidwa ntchito m'njira zosiyanasiyana zosindikizira za 3D, makamaka posankha laser melting (SLM) ndi njira za electron beam melting (EBM). Cholinga chogwiritsa ntchito nkhaniyi ndi chamitundumitundu, chopatsa mwayi wapadera potengera zinthu zakuthupi, kusinthasintha kwa kapangidwe kake, ndi kuthekera kopanga zomwe zikusintha mafakitale monga zakuthambo, zamankhwala, ndi zamagalimoto.

Kodi kusindikiza kwa 3D ndi ufa wa titaniyamu koyera kumafananiza bwanji ndi njira zachikhalidwe zopangira?

Kusindikiza kwa 3D ndi ufa wa titaniyamu koyera, komwe kumadziwikanso kuti kupanga zowonjezera, kumapereka maubwino angapo kuposa njira zachikhalidwe zopangira. Njira yatsopanoyi imalola kuti pakhale ma geometries ovuta komanso mapangidwe ovuta kwambiri omwe angakhale ovuta kapena osatheka kuwapeza pogwiritsa ntchito njira wamba monga kuponyera, kupanga, kapena kupanga makina.

Chimodzi mwazabwino zoyambira kusindikiza kwa 3D ndi ufa woyera wa titaniyamu ndiko kuchepa kwakukulu kwa zinyalala zakuthupi. Njira zachikale zopangira zochepetsera nthawi zambiri zimabweretsa kutayika kwakukulu kwa zinthu, popeza zinthu zochulukirapo zimachotsedwa kuti zikwaniritse zomwe mukufuna. Mosiyana ndi izi, kusindikiza kwa 3D kumapanga zigawo zosanjikiza ndi zosanjikiza, pogwiritsa ntchito kuchuluka kofunikira kwa titaniyamu ufa. Izi sizingochepetsa zinyalala komanso zimapangitsa kuti ntchitoyi ikhale yotsika mtengo, makamaka pogwira ntchito ndi zinthu zamtengo wapatali monga titaniyamu yoyera.

Ubwino wina ndikutha kupanga zopepuka zopepuka koma zamphamvu. Kusindikiza kwa 3D kumathandizira kupanga ma geometries amkati ndi ma lattice omwe amatha kuchepetsa kwambiri kulemera kwa zigawo popanda kusokoneza mphamvu zawo. Izi ndizofunikira makamaka m'mafakitale monga zamlengalenga ndi zamagalimoto, komwe kuchepetsa kulemera ndikofunikira kuti mafuta aziyenda bwino komanso kuti azigwira ntchito bwino.

Kusinthasintha kwapangidwe koperekedwa ndi kusindikiza kwa 3D ndi ufa wa titaniyamu koyera sikungafanane. Mainjiniya ndi opanga amatha kupanga zida zosinthidwa makonda zomwe zimakhala ndi zovuta, mayendedwe amkati, ndi zolemba zapamwamba zomwe zingakhale zovuta kapena zosatheka kupanga pogwiritsa ntchito njira zachikhalidwe. Ufulu wa mapangidwe awa umalola kuti pakhale zida zowonjezera komanso zogwira ntchito, ndikukankhira malire a zomwe zingatheke m'mafakitale osiyanasiyana.

Kuphatikiza apo, kusindikiza kwa 3D kumapereka ma prototyping mwachangu komanso kuzungulira kopanga poyerekeza ndi njira zachikhalidwe zopangira. Kutha kufotokozera mwachangu mapangidwe ndikupanga ma prototypes ogwira ntchito kumathandizira njira yopangira zinthu. Kuthekera kofulumira kumeneku ndikofunika makamaka m'mafakitale omwe nthawi ndi msika ndizofunikira kwambiri.

Komabe, ndikofunikira kuzindikira kuti kusindikiza kwa 3D ndi ufa wa titaniyamu koyera kumakhalanso ndi zolephera poyerekeza ndi njira zachikhalidwe. Ndalama zoyambira zopangira zida zopangira zowonjezera zitha kukhala zokwera, ndipo liwiro lopangira magawo ambiri lingakhale locheperako kuposa njira zopangira zopangira zambiri. Kuphatikiza apo, kumapeto kwa 3D zosindikizidwa za titaniyamu nthawi zambiri kumafuna kukonzanso pambuyo pake kuti mukwaniritse kusalala komwe kumafunikira, komwe kumatha kuwonjezera nthawi ndi mtengo pakupanga konse.

Ngakhale zovuta izi, luso lapadera la kusindikiza kwa 3D ndi ufa woyera wa titaniyamu pitilizani kuyambitsa zatsopano m'mafakitale, ndikupereka mwayi watsopano wopangira zida ndi kupanga zomwe sizinatheke m'mbuyomu.

3

Kusinthasintha komanso mawonekedwe apadera a zida za 3D zosindikizidwa zoyera za titaniyamu zapangitsa kuti azitengedwa m'mafakitale osiyanasiyana ndikugwiritsa ntchito. Kuphatikizika kwa chibadwa cha titaniyamu - monga kuchuluka kwamphamvu kwa kulemera kwamphamvu, kukana kwa dzimbiri, komanso kuyanjana kwachilengedwe - ndi ufulu wamapangidwe woperekedwa ndi kusindikiza kwa 3D kwatsegula mwayi watsopano wopangira zinthu zatsopano komanso kuchita bwino m'magawo osiyanasiyana.

Pamakampani azamlengalenga, zida za 3D zosindikizidwa za titaniyamu zikusintha kapangidwe ka ndege ndi zakuthambo. Zidazi zimagwiritsidwa ntchito pazinthu zofunika kwambiri monga magawo a injini, zinthu zamapangidwe, ndi makina amafuta. Kutha kupanga mapangidwe ovuta, opepuka amalola kuchepetsa kwambiri kulemera kwa ndege, zomwe zimapangitsa kuti mafuta azikhala bwino komanso ntchito zake. Mwachitsanzo, GE Aviation yakhazikitsa bwino 3D yosindikizidwa ya titaniyamu yamafuta mu injini yawo ya LEAP, zomwe zapangitsa kuti achepetse kulemera ndi 25% ndikukhazikika bwino poyerekeza ndi zida zopangidwa kale.

Zachipatala zaphatikizanso zida za 3D zosindikizidwa za titaniyamu, makamaka pankhani ya ma implants ndi ma prosthetics. Ma implants opangidwa ndi titaniyamu amatha kupangidwa molingana ndi momwe wodwalayo alili, kuwongolera bwino, kugwira ntchito, ndi zotsatira za odwala. Titanium biocompatibility ndi kuthekera kwa osseointegrate (kulumikizana ndi minofu ya mafupa) kumapangitsa kukhala chinthu choyenera kuyika mafupa ndi mano. Kusindikiza kwa 3D kumapangitsa kuti pakhale mapangidwe a porous omwe amalimbikitsa ingrowth ya mafupa ndi kukonza bwino implantation. Makampani ngati Stryker akhala patsogolo pakupanga ma implants osindikizidwa a 3D a titaniyamu m'malo mwa msana, chiuno, ndi mawondo.

M'makampani opanga magalimoto, zida za 3D zosindikizidwa zoyera za titaniyamu zikupeza ntchito pamagalimoto ochita bwino kwambiri komanso othamanga. Zigawozi zimagwiritsidwa ntchito pamakina otulutsa mpweya, zida zoyimitsidwa, ndi zinthu za drivetrain komwe kuchepetsa kulemera ndi kukana kutentha ndikofunikira. Kutha kupanga mapangidwe okhathamiritsa okhala ndi mayendedwe ozizirira amkati ndi ma geometri ovuta amalola kuti magwiridwe antchito azigwira bwino ntchito pamagalimoto.

Makampani apanyanja ndi gawo lina lomwe limapindula ndi zida za 3D zosindikizidwa zoyera za titaniyamu. Kukana kwa dzimbiri kwa Titaniyamu m'malo amadzi amchere kumapangitsa kukhala koyenera kugwiritsa ntchito m'madzi osiyanasiyana. Kusindikiza kwa 3D kumathandizira kupanga mapangidwe ovuta a propeller, zoyika pampu, ndi zida zina zapansi pamadzi zomwe zimapereka mphamvu komanso kulimba poyerekeza ndi zida zakale ndi njira zopangira.

M'gawo lamphamvu, zida za 3D zosindikizidwa za titaniyamu zikugwiritsidwa ntchito popanga zida zogwira mtima komanso zolimba pakufufuza mafuta ndi gasi, komanso matekinoloje amagetsi ongowonjezwdwa. Mwachitsanzo, zida za titaniyamu zimagwiritsidwa ntchito pobowola m'nyanja yakuya komanso popanga zida zosinthira kutentha kwamagetsi amagetsi amagetsi.

Makampani amasewera ndi zosangalatsa atengeranso zida za titaniyamu zosindikizidwa za 3D pazida zogwira ntchito kwambiri. Ziwalo za titaniyamu zopangidwa mwamakonda zimagwiritsidwa ntchito pa akatswiri okwera njinga, makalabu a gofu, ndi zinthu zina zamasewera komwe mphamvu, zinthu zopepuka komanso makonda zimalemekezedwa.

Pomaliza, magawo a zodzikongoletsera ndi zinthu zapamwamba alandira kusindikiza kwa 3D ndi ufa wa titaniyamu kuti apange mapangidwe apadera, ocholowana omwe poyamba anali zosatheka kapena okwera mtengo kwambiri kupanga pogwiritsa ntchito njira zachikhalidwe. Kutha kupanga zovuta, zopepuka zopepuka zatsegula mwayi watsopano wowonetsera zojambulajambula ndi kapangidwe kazinthu m'mafakitale awa.

Pamene ukadaulo wosindikiza wa 3D ukupitilirabe kupita patsogolo komanso kupezeka kwambiri, titha kuyembekezera kuwona kugwiritsa ntchito kwatsopano kwa zida za titaniyamu m'mafakitale osiyanasiyana, kukankhira malire a mapangidwe, magwiridwe antchito, ndi magwiridwe antchito.

Ndi zovuta ziti zomwe zimalumikizidwa ndi kusindikiza kwa 3D pogwiritsa ntchito ufa wa titaniyamu?

Pamene 3D kusindikiza ndi ufa woyera wa titaniyamu imapereka zabwino zambiri, imaperekanso zovuta zingapo zomwe ofufuza ndi opanga akuyenera kuthana nazo kuti akwaniritse kuthekera kwake. Kumvetsetsa zovutazi ndikofunikira pakuwongolera ukadaulo ndikukulitsa ntchito zake m'mafakitale.

Chimodzi mwazovuta zazikulu pakusindikiza kwa 3D ndi ufa wa titaniyamu ndi kuyambiranso kwa titaniyamu pakutentha kokwera. Titaniyamu imakhudzidwa mosavuta ndi okosijeni, nayitrogeni, ndi haidrojeni ikatenthedwa, zomwe zingayambitse kuipitsidwa ndi kuwonongeka kwa zinthu zakuthupi. Kuchitanso kumeneku kumapangitsa kuti pakhale kufunikira kogwiritsa ntchito malo opangira mpweya woyeretsa kwambiri kapena zipinda zotsekera panthawi yosindikiza, ndikuwonjezera zovuta komanso mtengo pakukhazikitsa.

Kuwongolera kutentha kwa njira yosindikizira ya 3D ndi vuto lina lalikulu. Malo osungunuka kwambiri a titaniyamu (pafupifupi 1,668 ° C kapena 3,034 ° F) amafunikira magwero amphamvu amphamvu monga ma lasers amphamvu kwambiri kapena matabwa a electron kuti athetse kusungunuka kwathunthu. Kutentha kwakukulu kumeneku kungayambitse kupsinjika kwa kutentha ndi kupotoza m'zigawo zosindikizidwa, zomwe zingayambitse kumenyana, kusweka, kapena kuwonongeka kwamkati. Kuwongolera mosamala ma gradient ndi kuzizira ndikofunikira kuti tipange zida zapamwamba za titaniyamu.

Kukwaniritsa mawonekedwe ang'onoang'ono omwe amafunidwa ndi makina amakina mu magawo a titaniyamu osindikizidwa a 3D kungakhale kovuta. Njira yomanga yosanjikiza-ndi-yosanjikiza imatha kubweretsa zinthu za anisotropic, pomwe zinthuzo zimagwira ntchito mosiyanasiyana malinga ndi momwe mphamvu yogwiritsidwira ntchito ikugwirira ntchito. Anisotropy iyi ingakhudze mphamvu zonse ndi machitidwe a zigawo zosindikizidwa. Zochizira pambuyo pokonza monga chithandizo cha kutentha kapena kutentha kwa isostatic (HIP) nthawi zambiri zimafunika kuti zigwirizane ndi microstructure ndikuwongolera makina, kuwonjezera nthawi ndi mtengo pakupanga.

Makhalidwe a ufa a titaniyamu wangwiro amakhalanso ndi zovuta pakusindikiza kwa 3D. The flowability ndi kulongedza kachulukidwe wa ufa zingakhudze khalidwe ndi kugwirizana kwa mbali kusindikizidwa. Titaniyamu ufa nthawi zambiri amakhala ozungulira ndipo amakhala ndi gawo lalikulu la tinthu tating'onoting'ono, zomwe zimatha kukhudza makulidwe ndi kusanjika kwa zida zosindikizidwa. Kuphatikiza apo, kukwera mtengo kwa ufa wapamwamba wa titaniyamu woyenera kusindikiza kwa 3D kumathandizira kuwononga ndalama zonse.

Kumaliza kwapamwamba komanso kulondola kwazithunzi ndizovuta zomwe zikuchitika pakusindikiza kwa 3D ufa woyera wa titaniyamu. Ntchito yomanga yosanjikiza ndi yosanjikiza imatha kupangitsa kuti pakhale mawonekedwe owoneka bwino, omwe nthawi zambiri amatchedwa "masitepe". Kupeza malo osalala ndi kulolerana kolimba kungafunike njira zowonjezera pambuyo pokonza monga makina, kupukuta, kapena mankhwala opangira mankhwala, omwe angapangitse zovuta ndi mtengo pakupanga.

Kupanga magawo okhathamiritsa osindikizira a 3D ndi titaniyamu ufa wangwiro ndi ntchito yovuta. Zinthu monga mphamvu ya laser, kuthamanga kwa sikani, makulidwe osanjikiza, ndi kutentha kwa bedi la ufa ziyenera kusamaliridwa bwino kuti mukwaniritse zomwe mukufuna komanso mtundu wina. Izi nthawi zambiri zimafunikira kupangidwira magawo enaake a geometri ndi ntchito, zomwe zimafuna kuyesa kwakukulu ndi mawonekedwe.

Pomaliza, kukwera mtengo kwa zida zosindikizira za 3D zomwe zimatha kukonza ufa wa titaniyamu koyera kumakhalabe chopinga chachikulu pakutengera anthu ambiri. Makina apadera omwe amafunikira posankha kusungunuka kwa laser kapena ma elekitironi kusungunuka kwa titaniyamu ndi okwera mtengo kugula ndi kukonza, ndikuchepetsa kupezeka kwawo kumakampani akulu ndi mabungwe ofufuza.

Ngakhale zovuta izi, kafukufuku wopitilira ndi ntchito zachitukuko zikupitilira kukonza njira yosindikizira ya 3D ya ufa wa titaniyamu. Kupita patsogolo pakuwongolera njira, zitsulo zopangira ufa, ndi njira zopangira pambuyo pakukonza zikuthana ndi zambiri mwazinthu izi, zomwe zikutsegulira njira yotengera ukadaulo uwu m'mafakitale onse.

Kutsiliza

The ntchito ufa woyera wa titaniyamu mu kusindikiza kwa 3D kumayimira kupita patsogolo kwakukulu kwaukadaulo wopanga, wopereka maubwino apadera pakupanga kusinthasintha, kuwongolera zinthu, komanso kuthekera kopanga zida zovuta, zogwira ntchito kwambiri. Ngakhale zovuta zimakhalabe zokhudzana ndi kayendetsedwe ka kayendetsedwe kake, katundu wakuthupi, ndi kutsika mtengo, kufufuza kosalekeza ndi ntchito zachitukuko zikupitirizabe kupititsa patsogolo teknoloji. Pamene zovutazi zikuyankhidwa, titha kuyembekezera kuwona kukhazikitsidwa kokulirapo kwa zida za 3D zosindikizidwa za titaniyamu m'mafakitale osiyanasiyana, kuyendetsa zinthu zatsopano ndikukankhira malire a zomwe zingatheke pakupanga zapamwamba.

Ku SHAANXI CXMET TECHNOLOGY CO., LTD, timanyadira zamitundu yathu yayikulu, yomwe imathandizira zosowa zosiyanasiyana zamakasitomala. Kampani yathu ili ndi luso lapadera lopanga ndi kukonza, kuwonetsetsa kuti zinthu zathu ndi zapamwamba komanso zolondola. Ndife odzipereka pazatsopano ndipo timayesetsa mosalekeza kupanga zinthu zatsopano, kutipangitsa kukhala patsogolo pamakampani athu. Ndi luso lotsogola laukadaulo, timatha kusintha ndikusintha msika womwe ukusintha mwachangu. Kuphatikiza apo, timapereka mayankho osinthika kuti akwaniritse zofunikira zamakasitomala athu. Ngati muli ndi chidwi ndi zinthu zathu kapena mukufuna kudziwa zambiri zazomwe timapereka, chonde musazengereze kutilankhula nafe pa sales@cxmet.com. Gulu lathu limakhala lokonzeka nthawi zonse kukuthandizani.

Zothandizira:

1. Herzog, D., Seyda, V., Wycisk, E., & Emmelmann, C. (2016). Kupanga kowonjezera kwazitsulo. Acta Materialia, 117, 371-392.

2. Dehoff, RR, Kirka, MM, Sames, WJ, Bilheux, H., Tremsin, AS, Lowe, LE, & Babu, SS (2015). Kuwongolera kwapadera kwa tsamba la crystallographic mbewu yoyang'ana kudzera pakupanga zowonjezera ma elekitironi. Zakuthupi Sayansi ndi Zamakono, 31 (8), 931-938.

3. Frazier, WE (2014). Kupanga zowonjezera zitsulo: ndemanga. Journal of Materials Engineering ndi Performance, 23 (6), 1917-1928.

4. Liu, S., & Shin, YC (2019). Kupanga kowonjezera kwa Ti6Al4V alloy: Ndemanga. Zipangizo & Mapangidwe, 164, 107552.

5. Imbani, SL, An, J., Yeong, WY, & Wiria, FE (2016). Laser ndi electron-beam-beam-bed-bed additive-bed additive implants zitsulo: kubwereza ndondomeko, zipangizo ndi mapangidwe. Journal of Orthopedic Research, 34 (3), 369-385.

6. Wauthle, R., van der Stok, J., Amin Yavari, S., Van Humbeeck, J., Kruth, JP, Zadpoor, AA, ... & Schrooten, J. (2015). Zowonjezera zopangidwa ndi porous tantalum implants. Acta Biomaterialia, 14, 217-225.

7. Gong, H., Rafi, K., Gu, H., Starr, T., & Stucker, B. (2014). Kuwunika kwa kupanga zolakwika m'magawo a Ti-6Al-4V opangidwa pogwiritsa ntchito njira zopangira zowonjezera pabedi. Kupanga Zowonjezera, 1, 87-98.

8. Thijs, L., Verhaeghe, F., Craeghs, T., Humbeeck, JV, & Kruth, JP (2010). Kufufuza kwa kusintha kwa microstructural panthawi yosankha laser kusungunuka kwa Ti-6Al-4V. Acta Materialia, 58(9), 3303-3312.

9. Qian, M., Xu, W., Brandt, M., & Tang, HP (2016). Kupanga kowonjezera ndi kukonzanso kwa Ti-6Al-4V kumakina apamwamba kwambiri. MRS Bulletin, 41(10), 775-784.

10. Körner, C. (2016). Kupanga kowonjezera kwazitsulo zazitsulo posankha ma elekitironi kusungunuka kwamtengo - kuwunika. Ndemanga Zapadziko Lonse, 61 (5), 361-377.