Η 3D εκτύπωση μετάλλων αλλάζει την κατασκευή σε πολλές βιομηχανίες. Τα κράματα τιτανίου και αλουμινίου είναι μερικά από τα πιο σημαντικά υλικά που χρησιμοποιούνται σε αυτόν τον τομέα.και ιατρικές χρήσειςΑυτό το άρθρο εξετάζει το τιτάνιο και το αλουμίνιο για την 3D εκτύπωση και δείχνει τα πλεονεκτήματα, τα προβλήματα και τις κύριες χρήσεις τους.
Τιτάνιο για 3D εκτύπωση
Καλές Πραγματικότητες για τα κράματα τιτανίου
Το τιτάνιο έχει υψηλή αντοχή, χαμηλό βάρος και δεν σκουριάζει εύκολα.
- Ελαφρύ βάρος:Το τιτάνιο ζυγίζει περίπου το ήμισυ από το ανοξείδωτο χάλυβα, οπότε είναι καλό για πράγματα που πρέπει να είναι ελαφριά.
- Υψηλή αντοχή:Τα κράματα τιτανίου είναι τόσο ισχυρά όσο ο χάλυβας αλλά ζυγίζουν λιγότερο.
- Δεν σκουριάζει:Το τιτάνιο παραμένει καλό ακόμα και σε σκληρά μέρη, όπως οξύ και αλμυρό νερό.
- Ασφαλές για το σώμα:Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια για ιατρικά εξαρτήματα, όπως ψεύτικες αρθρώσεις και οδοντικά εμφυτεύματα.
Προβλήματα με το τιτάνιο στην 3D εκτύπωση
- Υψηλή τιμή:Τα υλικά και η εργασία του τιτανίου κοστίζουν περισσότερο από άλλα μέταλλα.
- Δύσκολη εκτύπωση:Το τιτάνιο χρειάζεται πολύ προσεκτικό έλεγχο κατά την εκτύπωση, οπότε χρειάζεται καλά μηχανήματα και εξειδικευμένους εργάτες.
Συνηθισμένοι τύποι τιτανίου για 3D εκτύπωση
- Ti6Al-4V (κατηγορία 5):Αυτό είναι το πιο χρησιμοποιούμενο μείγμα τιτανίου. Είναι ισχυρό και ανθεκτικό. Χρησιμοποιείται συχνά σε αεροπλάνα και ιατρικά εξαρτήματα.
- Ti6Al-4V (κατηγορία 23):Αυτό είναι σαν το βαθμό 5, αλλά χρησιμοποιείται κυρίως για ιατρικά πράγματα επειδή είναι πολύ ασφαλές στο σώμα.
- Ti Beta 21S:Αυτό είναι ισχυρότερο από τα κανονικά μείγματα τιτανίου και δεν διασπάται τόσο εύκολα.
- Cp-Ti (κατηγορίες 1 & 2):Αυτό είναι καθαρό τιτάνιο που χρησιμοποιείται σε ιατρικά και εργοστασιακά πράγματα όπου δεν χρειάζεται να σκουριάσει.
- TA15:Αυτό είναι πολύ δυνατό τιτάνιο που χρησιμοποιείται σε αεροπλάνα και κινητήρες επειδή παραμένει καλό ακόμα και όταν είναι πολύ καυτό.
Χρησιμοποιήσεις της 3D εκτύπωσης από τιτάνιο
- Αεροπλάνα:Λεπίδες κινητήρα, πλαίσια και μέρη υποστήριξης.
- Ιατρική:Ειδικά τμήματα οστών και δοντιών.
- Αυτοκίνητα:Μέρη για τα γρήγορα αυτοκίνητα που πρέπει να είναι ισχυρά αλλά ελαφριά.
Αλουμίνιο για 3D εκτύπωση
Καλές Πραγματικότητες σχετικά με τα κράματα αλουμινίου
Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν πολύ αλουμίνιο σε3D εκτύπωσηΕπειδή είναι ελαφρύ, ισχυρό, και καλό με τη θερμότητα.
- Ελαφρύ βάρος:Το αλουμίνιο ζυγίζει πολύ λιγότερο από το χάλυβα, οπότε είναι καλό για πράγματα που πρέπει να είναι ελαφριά.
- Καλή αντοχή για το βάρος του:Ορισμένα μείγματα αλουμινίου είναι τόσο ισχυρά όσο ορισμένα χάλυβα.
- Καλό με τη Ζέστη:Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται σε απορροφητήρες θερμότητας και κουτιά για ηλεκτρονικά όπου η θερμότητα πρέπει να απομακρυνθεί.
- Χρησιμοποιεί καλά τα υλικά:Η τρισδιάστατη εκτύπωση προσθέτει το υλικό λίγο-πολύ, οπότε υπάρχει λιγότερη απόβλητη.
Προβλήματα με το αλουμίνιο στην 3D εκτύπωση
- Αντιδρά εύκολα:Τα μείγματα αλουμινίου μπορούν να αναμειχθούν με οξυγόνο κατά την εκτύπωση, οπότε αυτό μπορεί να κάνει τις εκτυπώσεις να φαίνονται άσχημα.
- Χρειάζεται Επιπλέον Δουλειά:Μετά την εκτύπωση, τα εξαρτήματα αλουμινίου συχνά χρειάζονται θερμική επεξεργασία και μηχανική επεξεργασία για να γίνουν καλύτερα.
Συνηθισμένοι τύποι αλουμινίου για 3D εκτύπωση
- AlSi10Mg:Πολλοί άνθρωποι χρησιμοποιούν αυτό το μείγμα επειδή είναι ισχυρό αλλά μπορεί να λυθεί.
- Αλ2139:Είναι πολύ δυνατό αλουμίνιο που χρησιμοποιείται σε αεροπλάνα και αυτοκίνητα.
- Αλ 7000 σειρά:Είναι γνωστά για την αντοχή και τη μακροχρόνια διάρκεια τους.
- Αλ 6061 και Αλ 7075:Το 6061 χρησιμοποιείται για πολλά πράγματα, αλλά το 7075 είναι ισχυρότερο και χρησιμοποιείται όπου τα πράγματα πρέπει να λειτουργούν πολύ καλά.
- Α201.1:Αυτό είναι αλουμίνιο αναμεμειγμένο με χαλκό. Είναι ισχυρό και χρησιμοποιείται για να μετακινήσει πράγματα όπου είναι σημαντικό να είναι ισχυρό αλλά ελαφρύ.
Χρησιμοποιήσεις της 3D εκτύπωσης αλουμινίου
- Αεροπλάνα:Ελαφριά μέρη που κρατούν τα πράγματα ψηλά, καθώς και μέρη του κινητήρα.
- Αυτοκίνητα:Δυνατά έμβολο, κιβώτια ταχυτήτων και μέρη που βοηθούν το αυτοκίνητο να κινείται.
- Ηλεκτρονικά:Τμήματα που βοηθούν στην απομάκρυνση της θερμότητας και κουτιά.
Τιτάνιο εναντίον αλουμινίου: Πώς συγκρίνονται
| Ειδικότητα | Τιτάνιο | Αλουμίνιο |
| Βάρος | Λιγότερο βαρύ από το χάλυβα αλλά βαρύτερο από το αλουμίνιο | Πολύ ελαφρύ |
| Δύναμη | Δυνατότερο από το αλουμίνιο και όσο το χάλυβα | Δυνατή για το πόσο ελαφριά είναι |
| Αντίσταση στη διάβρωση | Πολύ καλό, παραμένει καλό ακόμα και σε άσχημα μέρη. | Καλό, αλλά χαμηλότερο από το τιτάνιο. |
| Θερμική αγωγιμότητα | Εντάξει. | Πολύ καλά. |
| Βιοσυμβατότητα | Πολύ ασφαλές, καλό για ιατρικά εξαρτήματα | Δεν είναι ασφαλές, δεν χρησιμοποιείται για ιατρικά μέρη |
| Κόστος | Ακριβές | Λιγότερο κόστος |
| Εύκολη Εκτύπωση | Χρειάζεται πολύ καλά μηχανήματα. | Εύκολο στην εκτύπωση από το τιτάνιο |
Πώς να κάνετε τρισδιάστατο τυπωμένο τιτάνιο και αλουμίνιο
Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν το τιτάνιο και το αλουμίνιο ως σκόνη για την 3D εκτύπωση.
- Κατασκευή πλάσματος:Πολύ καυτό πλάσμα λιώνει το μέταλλο σε μια μικρή στρογγυλή σκόνη.
- Κατασκευή αερίου:Το θερμό μέταλλο σπάγεται σε μικροσκοπικά κομμάτια από αέριο (αργκόνιο ή ήλιο).
Γιαμη άμεση 3D εκτύπωση, οι μεταλλικές σκόνες χρειάζονταιθέρμανσηΑυτό σημαίνει να θερμαίνετε το κομμάτι μέχρι να λιώσει σχεδόν για να γίνει στερεό, έτσι ώστε να είναι ισχυρό με λίγες τρύπες.
Ο τρόπος ψεκασμού
Το κρύο ψεκασμό είναι ένας άλλος τρόπος με τον οποίο η μεταλλική σκόνη κολλά σε κάτι χωρίς να λιώνει.
Πώς οι βιομηχανίες χρησιμοποιούν το τιτάνιο και το αλουμίνιο στην 3D εκτύπωση
Βιομηχανία αεροσκαφών
- Τιτάνιο:Η Boeing χρησιμοποιεί τρισδιάστατη εκτύπωση τιτανίου για τα μέρη του 787 Dreamliner για να εξοικονομήσει χρήματα και υλικά.
- Αλουμίνιο:Η Boeing προσπαθεί.3D εκτύπωση αλουμινίουΑυτό βοηθά τα αεροπλάνα να χρησιμοποιούν λιγότερο καύσιμο και να ζυγίζουν λιγότερο.
Αυτοκινητοβιομηχανία
- Τιτάνιο:Χρησιμοποιείται σε μέρη αγωνιστικών αυτοκινήτων που πρέπει να είναι πολύ ισχυρά και να διαρκέσουν πολύ.
- Αλουμίνιο:Η Porsche τυπώνει 3D ισχυρά αλουμίνια έμβολο για το GT2 RS για να λειτουργεί καλύτερα.
Ιατρική βιομηχανία
- Τιτάνιο:Είναι ιδανικό για ιατρικά εξαρτήματα επειδή είναι ασφαλές στο σώμα, ισχυρό και δεν σκουριάζει.
- Αλουμίνιο:Δεν χρησιμοποιείται πολύ στα ιατρικά πράγματα επειδή δεν είναι τόσο ασφαλές στο σώμα.
Τέλος: Ποιο μέταλλο είναι καλύτερο για 3D εκτύπωση;
Το τιτάνιο ή το αλουμίνιο εξαρτάται από το τι χρειάζεστε:
- Χρησιμοποιήστε τιτάνιοΕίναι καλό για αεροπλάνα, ιατρικά αντικείμενα, και μέρη που πρέπει να λειτουργούν πολύ καλά.
- Χρησιμοποιήστε αλουμίνιοΕίναι καλό για αυτοκίνητα, αεροπλάνα και ηλεκτρονικά.
Και τα δύο μέταλλα θα είναι καλά για την 3D εκτύπωση στο μέλλον, καθώς οι νέοι τρόποι τους καθιστούν ευκολότερους και καλύτερους να χρησιμοποιηθούν σε εργοστάσια.