在众多金属材料中,钛合金因为其良好的生物相容性和耐腐蚀等特性,已被广泛应用于医学领域中,成为人工关节、骨创伤、脊柱矫形内固定系统、手术器械等医用产品的优先材料。金属3D打印的植入钛合金材料能够根据个人不同的要求进行个性化设计,比如使用3D打印技术制作的下颌骨可以完全贴合患者的伤处曲线。钛作为已知生物学性能比较好的金属材料,其3D打印的医用领域市场需求将不断扩大,应用前景广阔。另外,钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。该应用主要是利用了钛合金优异的力学性能、低密度以及良好的耐腐蚀性。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,驾驶员座舱和通风道的部件、飞机起落架的支架、机翼等飞机零部件都已经可以使用3D打印来生产。自动化制造业将大幅投资金属3D打印。广东医疗3D打印技术
材料是影响3D打印成品的因素之一。材料的多样性和功能性是否可以满足的材料要求,例如打印一把皮革座椅,能否用3D打印直接打印出来皮革纹路,且坐上去很舒服。另外,座椅要求有很高的耐冲击性,因此工程材料要耐冲击。第二是成本不易过高,高成本总是让人望而却步。此外设计也是影响3D打印技术的因素之一,产线上的工程师需要转变思维,从而满足3D打印在设计阶段的各种要求。第四是打印的可重复性。机械制造的一个比较大优势是可大批次生产,每个批次之间的公差精度控制得非常好。但增材制造关注的是单个级别的制造,打印出来的每个批次之间的误差和精度会差得比较大。因此,3D打印更合适定制及小批量生产。上海3D打印机生产商金属3D打印为什么使用增材制造?
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,纯钛是银白色的金属,化学性质比较活泼,具有许多优良性能。钛合金是以钛为基础加入其他元素构成的合金。钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点。在金属3D打印中,钛被广泛应用于制作飞机发动机压气机部件,以及火箭、导弹和飞机的各种结构件。钛合金的密度为钢的60%,纯钛的强度接近普通钢的强度,一些较强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制造出单位强度高、刚性好、质量轻的零部件。钛合金的使用温度较高,可在450℃~500℃的温度下长期工作。钛合金能够在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢,对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强。钛合金在低温下仍能保持其力学性能。比如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。
提到金属3D打印,粉末是若不开的话题。原料粉体纯度影响着打印成品质量,因此需要采用纯度较高的金属粉体原料。粉体原料中主要含有的金属元素有Fe、Ti、Ni、Al、Cu、Co、Cr以及贵金属Ag、Au等。在金属3D打印制品成型过程中,粉体中若存在的杂质与基体发生反应,则会改变基体性质,影响打印件品质。杂质也会使粉体熔化不均,易造成制件的内部缺陷。当粉体含氧量较高时,金属粉体不但易氧化形成氧化膜,还会导致球化现象,影响制件的致密度及品质。尤其是在航空航天等特殊应用领域,客户对此指标的要求更为严格。因此,需要严格控制原料粉体的纯净度以保证制品的品质。金属3D打印选区激光熔融成型技术的在新材料及成型方向的展望。
说到轻量化,3D打印技术一定功不可没。由于其具备一次性打印多种具备不同机械特性材料的特点,已被许多制造厂商应用到产品设计及研发阶段的评估中。在汽车行业,方向盘、仪表板、空调排气扇、汽车操纵杆等多种材料和工艺组成的零件,都可借助3D打印技术和设备实现原型制造。众所周知的本田汽车,一直热衷于使用3D打印技术及智能设计方案来优化汽车零部件的设计。迄今为止,本田对座椅安全带支架、发动机控制单元及车架等多类汽车零部件都进行了升级,也利用3D技术实现了车身零部件的轻量化。3D打印支撑智能制造发展。宁波工业级3D打印机品牌介绍
钛合金在前列领域的应用。广东医疗3D打印技术
能加速新材料的开发,实现激光快速成形成金属粉体材料系列化与专业化。重视粉体材料对改善激光快速成形性能的物质基础作用,深入定量研究适于选区激光熔化成形工艺的粉体化学成分、物性指标、制备技术及表征方法,实现激光快速成形金属及合金粉体材料的专业化和系列化。深入定量研究金属及合金粉体激光成形冶金本质及其机理。紧扣金属及合金粉体激光快速成形关键科学问题,包括激光束—金属粉体交互作用机理、激光熔池非平衡传热传质机制、超高温度梯度下金属熔体快速凝固及内部冶金缺陷和显微组织调控、金属粉体激光熔化成形全过程及各类型内应力演变等冶金、物理、化学及热力耦合问题,为改善金属及合金粉体激光快速成形组织和性能提供科学理论基础。广东医疗3D打印技术