Чи можна високо - компоненти силового валу надруковані з титановим сплавом?

一, 3D -друк з титановим сплавом: виходить за межі стандартних матеріалів
1. Працюючи разом, щоб зробити можливу високу міцність та пластичність
У типових металах міцність та пластичність часто мають "просочене" з'єднання, однак 3D -друк може порушити це обмеження, контролюючи мікроструктуру. Наприклад, Китайська академія наук та команда Північно -Східного університету використовувала технологію спрямованого відкладення енергії (DED), щоб зробити ti ∝ Zr ₁nbval₀. Сила врожаю високого ентропічного сплаву становить 914 МПа, а подовження перелому - 27,4%. Це набагато вище, ніж стандартний зразок лиття (835 МПа, 18,8%). Найважливіша частина цього:
Дизайн гетерогенної структури: Коли стовпчасті кристали та кристали з еквівалентом працюють разом, щоб деформувати, вони створюють "пружину - як" механізм регулювання напруги всередині матеріалу. Це підтримує матеріал міцним і дає йому місце деформу.
Зробити форму композиції: Метод DED дуже швидко охолоджується (10 ⁴ -10 ⁶ K/S), який зупиняє сегрегацію елементів, зупиняє небезпечну фазу осадження та встановлює стадію для чудових механічних характеристик.
Цей вид матеріалу використовувався в частинах валів авіаційного двигуна, і його здатність добре працювати при високих температурах (пластиковий деформація досягає 67,6% при 600 градусах) відкриває ще більше використання для титанових сплавів у дуже суворих умовах.
2. Шлях до покращення продуктивності стійкості до втоми
Основна міра життя втоми частин валу - це їх втома . 3 d друк робить речі більш стійкими до втоми, використовуючи наступні методи:
Контроль дефектів: Використовуючи технологію лазерного селективного плавлення (SLM), ви можете знизити ймовірність ініціації тріщин втоми шляхом оптимізації тактики сканування (таке сканування Chequerboard) до зниження пористості від 0,8% до 0,2% та прошартових дефектів синтезу.
Управління залишковим напруженням: Постріл Пінг додає -400mPA залишкового стискаючого напруження, що робить колеса з алюмінієвого сплаву тривати тричі довше. Цей самий метод може бути використаний на деталях валу титану.
Процес термічної обробки: Лікування гарячого ізостатичного пресування (HIP) може позбутися внутрішніх пор і змусити силу втоми Ti6Al4V сплаву від 450 мпА до 620 мпА.
2, Використання в промисловості: від лабораторії до масового виробництва
1. Аерокосмічний: модель того, як поєднувати легкість та функціональність
Система високого підйому Airbus A350 має гнучкий вал титанського сплаву, який є орієнтиром 3D -друкованих деталей вала. Liebherr Aerospace робить цю частину, використовуючи виготовлення титанового порошкового добавки і вкладає її в активну диференціальну коробку передач системи клаптя. Це призводить до наступних проривів:
Інтеграція функцій: складання семи традиційних частин в одну, що скорочує вагу на 30% і робить її на 20% більш надійним.
Перевірка продуктивності: Сертифікація EASA показала, що 3D - Друковані частини валу можуть відповідати авіації - Стандарти життя втоми, що означає, що вони можуть тривати до 20 років.
Оптимізація витрат: 3D -друк з титановим сплавом використовує менше матеріалу і коштує на 40% менше, ніж традиційні методи кування.
2. Медичні пристрої: Індивідуальні модифікації та сумісність з біологічними системами
У галузі ортопедичних імплантатів компоненти 3D -друкованих валів титанового сплаву, включаючи стебла тазостегнового суглоба, використовувались у клінічних умовах. Деякі його переваги:
Анатомічна адаптованість: спеціальна конструкція, заснована на даних КТ пацієнта, яка знижує ефекти екранування стресу та заохочує інтеграцію кісток.
Конструкція пористих структур: створення біоміметичних пористих структур за допомогою оптимізації топології, що не тільки робить їх легшими, але й прискорює утворення кісток. Наприклад, компанія зробила 3D - надрукований штучний суглоб з кобальтового хрому сплаву, який триває довше 95% кованих деталей.
3. Виготовлення автомобілів: пошук правильного балансу між високою продуктивністю та легкою вагою
У світі високих - автомобілів Performance, титанові сплави 3D друковані частини вала, як вали коробки передач та підвісні системи, повільно займає місце сталі. Наприклад, група BMW використовує 3D - надруковані водойми з алюмінієвим сплавом та оптимізація топології, щоб зробити їх на 40% легшими та тривати більше 2000 годин.
Tesla тестує титановий сплав 3D - Друковані керуючі руки в системі підвіски Cybertruck. Дизайн гетероструктури робить їх сильними та міцними одночасно.