Kan høje - styrkeakslekomponenter udskrives med titaniumlegering?

一, 3D -udskrivning med titaniumlegering: går ud over grænserne for standardmaterialer
1. arbejder sammen for at gøre høj styrke og duktilitet mulig
I typiske metaller har styrke og duktilitet ofte en "seesaw" -forbindelse, men 3D -udskrivning kan imidlertid bryde denne begrænsning ved at kontrollere mikrostrukturen. F.eks. Ansatte det kinesiske videnskabsakademi og det nordøstlige universitetsteam instrueret Energy Deposition (DED) teknologi til at gøre Ti ∝ Zr ₁ ₅nbval₀. Udbyttestyrken for den høje entropi -legering er 914 MPa, og brudforlængelsen er 27,4%. Dette er meget højere end standardstøbningsprøven (835 MPa, 18,8%). Den vigtigste del af det er:
Design af en heterogen struktur: Når kolonnekrystaller og ligestillede krystaller arbejder sammen for at deformere, skaber de en "fjeder {{0} som" stressjusteringsmekanisme inde i materialet. Dette holder materialet stærkt og giver det plads til deform.
At gøre sammensætningsuniformen: DED -metoden afkøles meget hurtigt (10 ⁴ -10 ⁶ k/s), der stopper elementsegregering, stopper farlig faseudfældning og sætter scenen for store mekaniske egenskaber.
Denne form for materiale er blevet brugt i dele af luftfartsmotoraksler, og dets evne til at arbejde godt ved høje temperaturer (plaststamme når 67,6% ved 600 grader) åbner endnu mere anvendelser til titanlegeringer under meget barske forhold.
2. sti til forbedring af træthedsmodstandspræstation
Hovedmålet for træthedens levetid for skaftdele er deres træthedsliv . 3 D -udskrivning gør tingene mere modstandsdygtige over for træthed ved hjælp af følgende metoder:
DEFECT CONTROL: Ved hjælp af laser -selektiv smeltning (SLM) -teknologi kan du sænke sandsynligheden for træthedskrækstart ved at optimere scanningstaktikker (sådanne chequerboard -scanning) for at sænke porøsiteten fra 0,8% til 0,2% og interlayer non - fusionsdefekter.
Håndtering af resterende stress: Shot -peening tilføjer -400MPa af resterende trykspænding, hvilket gør aluminiumslegeringshjulene sidste tre gange længere. Den samme metode kan bruges på titanlegeringsakseldele.
Proces med varmebehandling: Hot Isostatisk presning (HIP) -behandling kan slippe af med interne porer og gøre Ti6al4V -legeringens træthedsstyrke til at gå fra 450MPa til 620MPa.
2, brug i industrien: Fra laboratoriet til massefremstilling
1. Aerospace: En model for, hvordan man kombinerer lethed og funktionalitet
Airbus A350 bageste kanthøjt løftesystem har en titaniumlegering fleksibel skaft, der er et vartegn eksempel på 3D -trykte skaftdele. Liebherr Aerospace gør denne del ved hjælp af Titanium Powder Additive Manufacturing og sætter den i den aktive differentielle gearkasse i flapsystemet. Dette fører til følgende gennembrud:
Funktionsintegration: At sammensætte de syv traditionelle dele i en, der skærer vægt med 30% og gør det 20% mere pålideligt.
Kontrol af ydelsen: EASA -certificering har vist, at 3d - trykte akseldele kan opfylde luftfart - graders træthedslivsstandarder, hvilket betyder, at de kan vare op til 20 år.
Omkostningsoptimering: 3D -udskrivning med titaniumlegering bruger mindre materiale og koster 40% mindre end traditionelle smedningsmetoder.
2. Medicinsk udstyr: Skræddersyede ændringer og kompatibilitet med biologiske systemer
Inden for ortopædiske implantater er titanlegering 3D -trykte akselkomponenter, inklusive hoftefugerstængler, blevet anvendt i kliniske omgivelser. Nogle af dets fordele er:
Anatomisk tilpasningsevne: Et brugerdefineret design baseret på patientens CT -data, der sænker stressafskærmningseffekter og tilskynder til knoglerintegration.
Design af porøse strukturer: Oprettelse af biomimetiske porøse strukturer ved topologioptimering, som ikke kun gør dem lettere, men også fremskynder knogledannelse. For eksempel lavede et firma en 3D - trykt koboltkromlegeringskunstig led, der varer længere end 95% af smedede dele.
3. Lav biler: Find den rigtige balance mellem høj ydeevne og let vægt
I verdenen af ​​høje - ydelsesbiler tager Titanium Alloy 3D -trykte skaftdele, som gearkasseskaft og ophængssystemer, langsomt sted med stål. For eksempel bruger BMW -gruppen 3D - trykt aluminiumslegeringsvandjakker og topologioptimering for at gøre dem 40% lettere og varer mere end 2000 timer.
Tesla tester Titanium Alloy 3D - Trykt kontrolarme i Cybertrucks ophængssystem. Heterostrukturdesignet gør dem stærke og holdbare på samme tid.