فناوری جدیدی که تهدیدی برای شیوه های تولید موجود است. با این حال، اگر قرار است تولید مواد افزودنی به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد، رفتار خوردگی قطعات تولید افزودنی باید در نظر گرفته شود.
طی چند دهه اخیر تأثیر زیادی بر بهبود فناوری های چاپ، از جمله لیزرهای بسیار قابل اعتماد، سخت افزار و نرم افزار HPC کم هزینه، داشته است. پرینت سه بعدی فلزی اخیراً در مقایسه با سایر روش های ساخت به دلیل مزایای خاص آن در ایجاد محصولات فلزی مورد توجه قرار گرفته است.
بیایید آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم را به عنوان مثال در نظر بگیریم. از آنجایی که تیتانیوم طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی را برای قطعات با کارایی بالا با هزینههای پردازش بالا ترکیب میکند، زمان طولانی برای قالبگیری سخت و پردازش معمولی، تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم توجه زیادی را از نظر فناوری ساخت افزودنی به خود جلب کردهاند. در میان آلیاژهای تیتانیوم، Ti6Al4V پرکاربردترین ماده برای بسیاری از قطعات مهندسی و ایمپلنت های زیست پزشکی است.
این ماده بسیار خم شدنی و مقاوم در برابر خوردگی است. این ویژگی ها آن را برای استفاده در صنایع مختلف بسیار عالی می کند. استفاده از تیتانیوم چاپ سه بعدی مزایای متعددی دارد.
استفاده از قطعات تیتانیوم و پرینت سه بعدی در کاربردهای هوافضا اغلب به کاهش نرخ خرید کمک می کند. ارتباط بین وزن ماده اولیه خریداری شده و وزن محصول نهایی عبارتی است که از صنعت هوافضا نشات گرفته است.
برای مثال، در تولید معمولی، نسبت خرید/فروش برای اجزای هواپیمای تیتانیومی ممکن است از 12:1 تا 25:1 متغیر باشد. این نشان می دهد که 12-25 کیلوگرم مواد خام برای تولید 1 کیلوگرم قطعه مورد نیاز است. در این شرایط می توان تا 90 درصد مواد را درمان کرد.
پرینت سه بعدی فلزی این پتانسیل را دارد که نسبت تیتانیوم را از 3:1 به 12:1 کاهش دهد. این به این دلیل است که پرینترهای سه بعدی فلزی اغلب فقط از مقدار مواد مورد نیاز برای ایجاد آیتم و حفظ ساختار با حداقل ضایعات استفاده می کنند. کاهش هزینه های تدارکات حیاتی تر از صرفه جویی در آنها برای مواد گران قیمت مانند تیتانیوم است.
به دلیل بهینه سازی توپولوژی، چاپ افزودنی نیز ممکن است کیفیت سبک وزن تیتانیوم را بهبود بخشد. مهندسان از نرمافزار بهینهسازی توپولوژی برای ارائه معیارهایی مانند محدودیتهای بار و سختی استفاده میکنند و سپس به ابزارهای نرمافزار اجازه میدهند تا طراحی اولیه را برای برآورده کردن آن مشخصات بهینه کنند.
این بهینه سازی به شما این امکان را می دهد که هر گونه مواد اضافی را از طراحی حذف کنید و در نتیجه یک جزء سبک وزن و در عین حال قوی ایجاد کنید. طرحهای بهینهشده توپولوژی معمولاً فقط میتوانند با استفاده از فناوریهای ساخت افزودنی ایجاد شوند.
این مزیت به ویژه در بخش هوافضا بسیار ارزشمند است، جایی که قطعات تیتانیوم سبک وزن با چاپ سه بعدی ممکن است باعث کاهش وزن و افزایش عملکرد هواپیما شود. با وجود مزایای متعدد پرینت سه بعدی تیتانیوم، معایب خاصی وجود دارد که باید در نظر گرفت.
1. اولین مورد نیاز برای توسعه استانداردهای استفاده از تیتانیوم با استفاده از فناوری افزودنی است. برخی از مشاغل در حال حاضر اقداماتی را در این راستا آغاز کرده اند.
2. هزینه بالای پودر تیتانیوم مانع دوم است. به عنوان مثال، پودر تیتانیوم که برای چاپ سه بعدی طراحی شده است، بین 300 تا 600 دلار قیمت دارد. پرینت سه بعدی تیتانیوم در صنایع هوافضا، داروسازی و خودرو محبوبیت زیادی پیدا کرده است.
دلیل اصلی، عملکرد بهتر تیتانیوم با توانایی حذف ضایعات در چاپ سه بعدی و ایجاد اشکال پیچیده و سبک است.
با کاهش هزینههای تیتانیوم و شناسایی کاربردهای اضافی، چاپ سهبعدی تیتانیوم به یک انتخاب تولید جذاب برای طیف وسیعی از بخشها در آینده تبدیل خواهد شد.
