Titaanisulamist trükkimisel on suur potentsiaal

Hiljuti on titaanisulamist materjale kasutatud paljudes populaarsetes nutitelefonitoodetes. Näiteks uuenduslikud materjalid nagu 99% titaanist keskraam ja titaanhinged. Varem ilmus ka uus titaankorpus, millest sai Apple'i esimene mobiiltelefon, mis kasutab lennundusklassi titaani. Titaanisulamil on märkimisväärsed jõudluse eelised ja see suudab paremini ühendada tugevuse ja õhukese omadused, vähendades seeläbi mobiiltelefonide paksust ja kaalu ning parandades tugevust. Tulevikus, kui see tungib veelgi erinevatesse 3C tarbeelektroonika kaubamärkidesse ja tootetüüpidesse, suurendab see eeldatavasti nõudlust titaanisulami-, poleerimis- ja 3D-printimisseadmete järele.

Tulemused näitavad, et titaanisulamist 3D-printimisel on selge kulude vähendamise ja tõhususe parandamise tee, mis põhineb tooraine ja põhikomponentide lokaliseerimisel ning järeltöötluse linkide optimeerimisel saagikuse suurendamiseks. Tarbeelektroonika turu maht peaks ületama 10 miljardit jüaani või sellest võib saada 3D-printimise tulevik. Trükinduse peamised arengusuunad.

Kuigi suuremad tarbeelektroonikatootjad kasutavad titaanisulamite materjale, on 3D-printimise ja titaanisulamite kombinatsioonist saanud tööstuse arengu uus suund. Titaanisulamist materjalid on muutunud olmeelektroonika konstruktsiooniosade jaoks oluliseks valikuvõimaluseks nende suure tugevuse ja kerge kaalu tõttu. Titaanisulamid on halvad soojusjuhid. Selektiivse lasersulatuslisandi tootmisprotsess väldib traditsioonilist Lahutava tootmise puudused võivad saada titaanisulamist konstruktsiooniosade töötlemise tehnoloogia tulevikuks.

Tootmine liigub kergekaalustamise suunas

3D-printimisel on lühikese tootmistsükli omadused ja võime töödelda keerulisi kujundeid. 3D-printimine on tehnoloogia, mis põhineb digitaalsetel mudelifailidel ja virnastab liimitavaid materjale kiht-kihi haaval, et luua realistlikke kolmemõõtmelisi objekte. Võrreldes traditsiooniliste tootmistehnoloogiatega on 3D-printimisel eelised hallitusseente eemaldamine, jäätmete vähendamine ja laoseisu vähendamine. Miks kasutada 3D-d? Titaanisulamist konstruktsiooniosade valmistamiseks printige:

1. Titaanisulamit on raske töödelda. Titaanisulam on halb soojusjuht ja TC4 soojusjuhtivus on vaid 7,96 W/m·K, mis on palju madalam kui roostevaba terase ja alumiiniumisulami oma. See põhjustab titaanisulamitel kergesti kuumuse kogunemist töötlemise ajal ja kohapeal kiiret kuumenemist, mis avaldab negatiivset mõju lõiketööriistadele ja töötlemise saagikusele. Aibang Polymeri andmete kohaselt on titaanisulamist materjalidest mobiiltelefonide keskmiste raamide üldine tootlus umbes 30%-40%. , palju madalam kui 80% alumiiniumisulamist keskmisest raamist.

 

2. 3D-printimine sobib titaanisulami töötlemiseks. SLM on lisanditega tootmisprotsess, mis kasutab metallipulbri lasersulatamist kihtide haaval kogumiseks ja integreerimiseks. See väldib titaanisulamite tehniliselt lõikamisel tekkivaid puudusi; teiseks on lisandite tootmine keerukate struktuuride jaoks odav. Seetõttu on disainivabadus suur ja kergekaalulisus on saavutatav tänu rohkematele õõnsusstruktuuridele.

3D-printimist saab laialdaselt kasutada sellistes seadmetes nagu titaanmetall, mis võib suurendada saagikust ja vähendada masstootmise kulusid. Seda eelistavad laialdaselt sellised tööstusharud nagu sõjatööstus, ravi ja olmeelektroonika, kuid selle kõrged tootmiskulud on peamine põhjus, mis piirab selle laialdast kasutamist. 3D-printimise tehnoloogia kasutab kiht-kihilt läbimiseks kleepuvaid materjale nagu pulbermetall, keraamika või polümeermaterjalid. Erineva kujuga pidevate kihtide trükkimine ja pealekandmine kolmemõõtmeliste objektide ehitamiseks võib lahendada titaanisulamitehnoloogia masstootmise valupunkte ja titaanisulami materjalide vormimise probleeme. See võib lihtsustada tootmisprotsesse, nagu sulatamine ja valamine, saavutada integreeritud vormimist ja parandada titaanisulami töötlemise saagist, moodustades tuleviku. Kulud vähenevad eeldatavasti pärast mastaabiefekti veelgi.

3D-printimise turul on palju ruumi ja Hiina turg kasvab kiiresti. Vastavalt andmetele kasvab globaalne 3D-printimise turu suurus aastatel 2021–2025 eeldatavalt 15,2 miljardilt USA dollarilt 29,8 miljardile USA dollarile, kusjuures keskmine aastane liitkasvumäär on 18%; Aastatel 2021–2024 peaks Hiina 3D-printimise turu suurus kasvama 26,2 miljardilt jüaanilt 50 miljardile jüaanile, kusjuures keskmine aastane liite kasvumäär on 24%. Hiina 3D-printimise turu kasvutempo on veidi kõrgem kui maailma keskmine.

Tulevikus toimub kulude vähendamine peamiselt kolmest aspektist: tooraine ja põhikomponentide siseriiklik asendamine ning järeltöötluse linkide optimeerimine saagikuse parandamiseks. Võttes arvesse toorainepulbrite ja põhikomponentide lokaliseerimisega kaasnenud hinnalangust ning saagikuse paranemist, näitavad tulemused, et 3D-printimise maksumus langeb eeldatavasti alla 100 jüaani aastal 2023-2024.

Hiljuti ühendas rahvusvaheline uurimisrühm, kuhu kuulusid Austraalia Kuninglik Melbourne'i Tehnoloogiainstituut ja Sydney Ülikool, sulamid ja 3D-printimise protsessid, et luua uus titaanisulam, mis on tugev, kuid pinge all mitte rabe. Lootust pakub uue klassi säästvamate ja suure jõudlusega titaanisulamite väljatöötamine kosmose-, biomeditsiini-, keemiatehnoloogia, kosmose- ja energiatehnoloogia rakenduste jaoks. Aruannete kohaselt kasutas uurimisrühm oma sulami metallipulbrist printimiseks laseriga suunatud energiasadetist, mis on 3D-printimisprotsess, mis sobib suurte ja keerukate osade valmistamiseks. Nad ühendasid sulamite disaini kontseptsioonid 3D-printimise protsessi disainiga ja tuvastasid rea sulameid, mis on tugevad, plastilised ja kergesti prinditavad. Meeskond ütleb, et nende uute sulamite atraktiivsed omadused on võrreldavad kaubanduslike sulamitega.

 

Traditsioonilistes tootmisprotsessides seisavad titanüüli rauasulamid silmitsi kahe väljakutsega: üks on see, et hapnik võib muuta titaani rabedaks, ja teine ​​​​on see, et raua lisamine võib põhjustada tõsiseid metallurgilisi defekte ja moodustada suuri titaani tükke. Teadlaste sõnul võib uus uuring pakkuda malli nende hapnikuhapruse probleemide leevendamiseks 3D-printimise ja mikrostruktuurilise disaini abil.

 

Alates sellest aastast on 3D-prinditud titaanisulamitest materjalid kerkinud kokkuvolditavatesse mobiiltelefonidesse, et saavutada kerge disain. Praegu on elektroonikatoodete metallkonstruktsiooniosad tavaliselt valmistatud roostevabast terasest ja alumiiniumisulamist. Esimese kaal ei ole domineeriv, samas kui teise kõvadus on keskmine. Kuigi titaanisulamil on nii kõvaduse kui ka kaalu eelised, on seda raske töödelda ja selle saagis on madal. 3D-printimisprotsess võib tõhusalt lahendada titaanisulamist materjalide vormimise ja tehniliste masstootmise valupunktide probleeme ning parandada mobiiltelefonitoodete üldist kogemust.

Tänu titaanisulami madalale tihedusele, suurele tugevusele ja korrosioonikindlusele tagab see parema vastupidavuse ja parema kriimustuskindluse. Samal ajal kombineeritakse titaanisulamite tootmist 3D-printimise tehnoloogiaga, et rahuldada tarbijate vajadusi isikupärasel viisil, tuua tarbeelektroonikatoodete väljanägemisse suuremat uuenduslikkust ja vabadust ning murda traditsioonilise tootmise piiranguid. Kuna nõudlus isikupärastatud tarbeelektroonikatoodete järele kasvab, loodab rohkem tarbijaid kohandada tooteid vastavalt oma eelistustele ja vajadustele. 3D-printimise kaudu saavad tarbijad elektroonikatoodete kohandamiseks ja parema kasutuskogemuse saamiseks valida erinevaid välimusi, materjale ja funktsioone.

Titaanisulamist 3D-printimine

Lisaks saagikuse suurendamisele võib 3D-printimise rakendamine olmeelektroonika valdkonnas aidata tõhusalt vähendada toote tootmiskulusid ja parandada efektiivsust. 3D-printimine ei vaja vorme ja mehaanilist töötlemist. See võib disainikavandeid otse üksusteks teisendada, testimiseks ja hindamiseks tõhusalt luua tootemudeleid, lihtsustada tootmisprotsessi, vähendada traditsioonilises tootmisprotsessis ajakulusid ja tootmise kokkupanemise kulusid ning edendada arendustegevust ja innovatsiooni. Samal ajal käsitletakse lisaainetega tootmist kui järelevalveta tootmisprotsessi, mis nõuab vähem tööjõukulusid. See vormitakse ühe korraga, vähendades jäätmeid ja parandades materjalide kasutamist, mis aitab ka vähendada materjalikulusid.

 

Viimastel aastatel on 3D-printimise turg kiiresti kasvanud. Statistika kohaselt ulatub 3D-printimise toodete ja teenuste ülemaailmne tulu 2022. aastal ligikaudu 18 miljardi USA dollarini, mis on 18% rohkem kui aasta varem. 3D-printimise tööstus on hoidnud kahekohalist kasvutrendi 25 aastat järjest. Meedia andmetel võtab Apple aktiivselt kasutusele 3D-printimise tehnoloogia. 3D-printimise kasutamine võib lühendada ettevõtte tootmisaega ja vähendada tootmiskulusid.