La impressió d'aliatge de titani té un gran potencial

Recentment, s'han utilitzat materials d'aliatge de titani en molts productes populars per a telèfons intel·ligents. Per exemple, materials innovadors com el marc mitjà de titani del 99% i les frontisses de titani. Un nou cos de titani també va aparèixer abans, convertint-se en el primer telèfon mòbil d'Apple a utilitzar titani de grau aeri. L'aliatge de titani té avantatges de rendiment significatius i pot combinar millor les característiques de resistència i primesa, reduint així el gruix i el pes dels telèfons mòbils i millorant la resistència. En el futur, si es penetra més en diverses marques d'electrònica de consum 3C i tipus de producte, s'espera que augmenti la demanda d'equips d'aliatge de titani, poliment i impressió 3D.

Els resultats mostren que la impressió 3D d'aliatge de titani té un camí clar de reducció de costos i millora de l'eficiència basat en la localització de matèries primeres i components bàsics i en l'optimització dels enllaços de postprocessament per millorar la taxa de rendiment. S'espera que l'espai de mercat de l'electrònica de consum superi els 10.000 milions de iuans, o es pot convertir en el futur de la impressió 3D. Les direccions clau de desenvolupament de la impressió.

Mentre que els principals fabricants d'electrònica de consum estan desplegant materials d'aliatge de titani, la combinació d'impressió 3D i aliatges de titani s'ha convertit en una nova tendència en el desenvolupament de la indústria. Els materials d'aliatge de titani s'han convertit en una opció important per a les peces estructurals electròniques de consum basades en els seus avantatges d'alta resistència i lleugeresa. Els aliatges de titani són mals conductors de la calor. El procés selectiu de fabricació d'additius de fusió làser evita els inconvenients tradicionals de la fabricació subtractiva poden convertir-se en el futur de la tecnologia de processament de peces estructurals d'aliatge de titani.

La fabricació avança cap a la lleugeresa

La impressió 3D té les característiques d'un cicle de producció curt i la capacitat de processar formes complexes. La impressió 3D és una tecnologia que es basa en fitxers de models digitals i apila materials enganxables capa per capa per construir objectes tridimensionals realistes. En comparació amb les tecnologies de fabricació tradicionals, la impressió 3D té els avantatges d'eliminar motlles, reduir els residus i reduir l'inventari. Per què utilitzar el 3D? Imprimeix per fer peces estructurals d'aliatge de titani:

1. És difícil mecanitzar l'aliatge de titani. L'aliatge de titani és un mal conductor de la calor i la conductivitat tèrmica de TC4 és de només 7,96 W/m·K, que és molt inferior a l'acer inoxidable i l'aliatge d'alumini. Això fa que els aliatges de titani acumulin calor fàcilment durant el processament i s'escalfin localment ràpidament, la qual cosa té un impacte negatiu en les eines de tall i els rendiments de processament. Segons les dades d'Aibang Polymer, la taxa de rendiment global dels marcs mitjans del telèfon mòbil fets amb materials d'aliatge de titani és d'aproximadament un 30% -40%. , molt inferior al 80% del marc mitjà d'aliatge d'alumini.

 

2. La impressió 3D és adequada per al processament d'aliatges de titani. SLM és un procés de fabricació additiva que utilitza la fusió làser de pols metàl·lica per acumular i integrar capa per capa. Això evita els inconvenients de tallar aliatges de titani des d'una via tècnica; en segon lloc, la fabricació additiva té una sensibilitat de baix cost per a estructures complexes. Per tant, la llibertat de disseny és alta i es pot aconseguir un pes lleuger mitjançant més estructures de cavitat.

La impressió 3D es pot utilitzar àmpliament en equips com el metall de titani, que pot millorar el rendiment i reduir els costos en la producció en massa. És àmpliament afavorit per indústries com la indústria militar, el tractament mèdic i l'electrònica de consum, però el seu alt cost de producció és el principal motiu que limita la seva àmplia aplicació. La tecnologia d'impressió 3D utilitza materials adhesius com ara pols de metall, ceràmica o materials polímers per passar capa per capa. La impressió i la superposició de capes contínues de diferents formes per construir objectes tridimensionals poden resoldre els problemes de producció massiva de la tecnologia d'aliatge de titani i els problemes de l'emmotllament de material d'aliatge de titani. Pot simplificar els processos de producció com la fusió i la fosa, aconseguir l'emmotllament integrat i millorar els rendiments de processament d'aliatges de titani, formant un futur S'espera que els costos es redueixin encara més després de l'efecte d'escala.

El mercat de la impressió 3D té un gran espai i el mercat xinès està creixent ràpidament. Segons les dades, del 2021 al 2025, s'espera que la mida del mercat global d'impressió 3D augmenti de 15.200 milions de dòlars a 29.800 milions de dòlars, amb una taxa de creixement compost anual mitjana del 18%; del 2021 al 2024, s'espera que la mida del mercat d'impressió 3D de la Xina augmenti de 26.200 milions de iuans a 50.000 milions de iuans, amb una taxa de creixement compost anual mitjana del 24%. La taxa de creixement del mercat d'impressió 3D de la Xina és lleugerament superior a la mitjana mundial.

En el futur, la reducció de costos vindrà principalment de tres aspectes: la substitució nacional de matèries primeres i components bàsics i l'optimització dels enllaços de postprocessament per impulsar la millora del rendiment. Tenint en compte la caiguda de preus provocada per la localització de pols de matèries primeres i components bàsics, així com la millora del rendiment, els resultats mostren que s'espera que el cost de la impressió 3D baixi per sota dels 100 iuans a 2023-2024.

Recentment, un equip de recerca internacional que inclou el Royal Melbourne Institute of Technology d'Austràlia i la Universitat de Sydney va combinar aliatges i processos d'impressió 3D per crear un nou aliatge de titani que sigui fort però no fràgil sota tensió. El desenvolupament d'una nova classe d'aliatges de titani més sostenibles i d'alt rendiment per a aplicacions en aeroespacial, biomedicina, enginyeria química, espai i tecnologia energètica ofereix esperança. Segons els informes, l'equip d'investigació va utilitzar la deposició d'energia dirigida per làser per imprimir el seu aliatge a partir de pols metàl·lica, un procés d'impressió 3D adequat per a la fabricació de peces grans i complexes. Van combinar els conceptes de disseny d'aliatges amb el disseny del procés d'impressió 3D i van identificar una sèrie d'aliatges resistents, dúctils i fàcils d'imprimir. L'equip diu que les propietats atractives d'aquests nous aliatges són comparables a les dels aliatges comercials.

 

En els processos de fabricació tradicionals, els aliatges de ferro de titanil s'enfronten a dos reptes: un és que l'oxigen pot fer trencadís el titani i l'altre és que afegir ferro pot provocar defectes metal·lúrgics greus i formar grans trossos de titani. Els investigadors diuen que el nou estudi pot proporcionar una plantilla per mitigar aquests problemes de fragilització de l'oxigen mitjançant la impressió 3D i el disseny microestructural.

 

Des d'aquest any, els materials d'aliatge de titani impresos en 3D han sorgit en telèfons mòbils plegables per aconseguir un disseny lleuger. Actualment, les peces estructurals metàl·liques dels productes electrònics estan fetes generalment d'acer inoxidable i aliatge d'alumini. El pes del primer no és dominant, mentre que la duresa del segon és mitjana. Tot i que l'aliatge de titani té avantatges tant en duresa com en pes, és difícil de processar i té una baixa taxa de rendiment. El procés d'impressió 3D pot resoldre eficaçment els problemes de l'emmotllament de material d'aliatge de titani i els punts dolorosos de la producció en massa tècnica, i millorar l'experiència global dels productes de telefonia mòbil.

Gràcies a la baixa densitat, alta resistència i resistència a la corrosió de l'aliatge de titani, aportarà una millor durabilitat i una millor resistència a les ratllades. Al mateix temps, la fabricació d'aliatges de titani es combinarà amb la tecnologia d'impressió 3D per satisfer les necessitats dels consumidors de manera personalitzada, aportar una major innovació i llibertat al disseny de l'aparença dels productes electrònics de consum i trencar les limitacions de la fabricació tradicional. A mesura que augmenta la demanda de productes electrònics de consum personalitzats, més consumidors esperen personalitzar els productes segons les seves pròpies preferències i necessitats. Mitjançant la impressió 3D, els consumidors poden triar diferents aspectes, materials i funcions per personalitzar els productes electrònics i obtenir una millor experiència d'usuari.

Impressió 3D d'aliatge de titani

A més de millorar la taxa de rendiment, l'aplicació de la impressió 3D en el camp de l'electrònica de consum també pot ajudar a reduir eficaçment els costos de fabricació del producte i millorar l'eficiència. La impressió 3D no requereix motlles ni processament mecànic. Pot convertir directament els esborranys de disseny en entitats, crear de manera eficient models de productes per a proves i avaluació, simplificar el procés de producció, reduir el cost de temps i el cost de muntatge de producció en el procés de fabricació tradicional i promoure el desenvolupament i la innovació de seguiment. Al mateix temps, la fabricació additiva es considera un procés de fabricació sense vigilància que requereix menys costos laborals. Es modela d'una sola vegada, reduint els materials de rebuig i millorant la utilització del material, la qual cosa també ajuda a reduir els costos del material.

 

En els últims anys, el mercat de la impressió 3D ha crescut ràpidament. Segons les estadístiques, els ingressos globals dels productes i serveis de fabricació d'impressió 3D arribaran a aproximadament 18.000 milions de dòlars EUA el 2022, un augment interanual del 18%. La indústria de la impressió 3D ha mantingut una tendència de creixement de dos dígits durant 25 anys consecutius. Segons els informes dels mitjans, Apple està adoptant activament la tecnologia d'impressió 3D. L'ús de la impressió 3D pot escurçar el temps de producció de l'empresa i reduir els costos de producció.