Il est généralement appliqué à la fabrication de modèles dans les domaines de la fabrication de moules et du design industriel, puis est utilisé dans la fabrication progressive de certains produits. Certaines pièces détachées ont déjà été produites grâce à cette technologie. Cette technologie a été utilisée dans les secteurs de la bijouterie, de la chaussure, du design industriel, de l'ingénierie architecturale et de la construction (AEC), de l'automobile, de l'aérospatiale, des industries dentaire et médicale, de l'éducation, des systèmes d'information géographique, du génie civil, des armes à feu, etc.
Avec le développement continu de la technologie, l’industrie manufacturière inaugure continuellement les vagues d’innovation. Le matériau en alliage de titane suscite beaucoup d’attention en raison de sa haute résistance, de sa faible densité, de sa bonne résistance à la corrosion et de sa bonne biocompatibilité. Elle est largement utilisée dans les domaines de l'aérospatiale, des dispositifs médicaux, etc. La technologie d'impression 3D en alliage de titane apporte une réforme profonde à l'industrie manufacturière en tant que technologie de pointe.
Les avantages du matériau en alliage de titane dans l'impression 3D
1. Résistance spécifique élevée
La densité des alliages de titane n'est que de 60 % de celle de l'acier. La résistance du titane pur est proche de celle de l’acier ordinaire. Certains alliages de titane à haute résistance dépassent la résistance de nombreux aciers alliés de construction. Par conséquent, la résistance spécifique des alliages de titane (résistance/densité) est bien supérieure à celle d’autres matériaux métalliques, de sorte que ce matériau peut être utilisé pour fabriquer des pièces à haute résistance unitaire, bonne rigidité et légères. À l’heure actuelle, les composants des moteurs d’avion, les squelettes, les revêtements, les fixations et les trains d’atterrissage sont tous fabriqués en alliage de titane.
2. Intensité thermique élevée
La température de fonctionnement de l’alliage de titane est supérieure de plusieurs centaines de degrés à celle de l’alliage d’aluminium. Il peut fonctionner à 450 degrés -500 degrés pendant une longue période. La température de travail de l'alliage d'aluminium est inférieure à 200 degrés.
3. Bonne résistance à la corrosion
L'alliage de titane peut fonctionner dans une atmosphère humide et dans l'eau de mer. Sa résistance à la corrosion est bien meilleure que celle de l'acier inoxydable et il est particulièrement résistant aux piqûres corrosives, à la corrosion acide et à la corrosion sous contrainte.
4. Performances à basse température
L'alliage de titane peut conserver ses propriétés mécaniques à basse température. Par exemple, TA7 peut maintenir un certain degré de plasticité à -253 degrés . C'est également un matériau structurel important à basse température.
L'application des alliages de titane dans l'impression 3D
1.Aérospatiale
Dans l’industrie aérospatiale, les pièces de fabrication additive à base de titane ont été utilisées de loin à des fins commerciales et militaires. La technologie d’impression 3D en alliage de titane fournit des solutions de fabrication de pièces de rechange légères et à haute résistance pour le domaine aérospatial.
2.Appareils médicaux
Dans le domaine médical, la technologie d’impression 3D en alliage de titane est largement utilisée dans les implants osseux, les implants alvéolaires, etc. Désormais, les implants spécialement conçus pour chaque patient ont été fabriqués par impression 3D. Grâce à leurs caractéristiques hautement personnalisées, les dispositifs médicaux s'adaptent parfaitement aux différences individuelles des patients.
3. Fabrication automobile
En utilisant la technologie d'impression 3D en alliage de titane, le domaine automobile accélère la recherche et le développement de nouvelles voitures, fabrique la structure légère et améliore le rendement énergétique. Dans le même temps, cette technologie a été utilisée pour entretenir et personnaliser les pièces automobiles.
4.Champ énergétique
La technologie d'impression 3D en alliage de titane est capable de fabriquer des pièces clés d'équipements énergétiques à haut rendement tels que des pales de turbine à gaz, des équipements d'énergie éolienne, etc.
Tendance et perspectives futures
En tant que technologie de fabrication avancée, un ensemble de conception et de fabrication, la technologie d'impression 3D en titane attire une grande attention de tous les horizons et montre ses larges perspectives d'application dans les domaines sophistiqués de l'aérospatiale, de la défense nationale et militaire, de la biomédecine, de l'automobile et de la grande vitesse. rail. Cependant, cela démarre relativement tard par rapport à la technologie traditionnelle. Son histoire de développement ne dure que 30 ans environ, ce qui est loin derrière les autres pays avancés du monde. Par exemple, l'efficacité de formage des pièces en alliage de titane est faible, la précision ne peut pas atteindre un niveau de précision élevé, le coût des équipements et des matériaux est élevé et les problèmes de l'application industrielle et commerciale à grande échelle ne sont pas résolus, en particulier le suppression des défauts des pièces formables. À l'heure actuelle, des défauts existent toujours dans le processus de formage des pièces dans notre pays. La recherche sur les déformations sphéroïdales, fissures, pores, déformations, etc. en est au stade préliminaire. De nombreuses recherches sont nécessaires de toute urgence.
- En ce qui concerne le matériau, il est nécessaire de rechercher et de développer l'équipement de fabrication et les techniques de production de nouvelle poudre d'alliage de titane sphérique, d'améliorer la qualité de la poudre d'alliage de titane (taille des particules, sphéricité, fluidité, inclusion de gaz, etc.) et d'améliorer encore la structure et les propriétés mécaniques des pièces. En outre, cela réduira les coûts en améliorant le rendement en poudre ainsi que le recyclage et la réutilisation de la poudre.
- En ce qui concerne l'équipement, d'une part, améliorer l'efficacité du formage, la précision du formage de l'équipement et réduire les coûts, etc. ; d'autre part, rechercher et développer de grands équipements d'impression de qualité industrielle pour réaliser la production et l'application de masse.
- En ce qui concerne les tests, avec la tendance de développement de l'impression 3D vers la grande échelle, la complexité et la précision, de nombreuses méthodes de tests non destructifs traditionnelles ont une zone aveugle. Il est donc nécessaire de développer de nouvelles méthodes de tests non destructifs ; la technologie de test en ligne permettant de surveiller la structure et les défauts en temps réel est l'un des points clés de l'avenir ; en outre, c'est la large base d'application de la technologie d'impression 3D pour établir et améliorer les normes de tests non destructifs.
- Du point de vue technique, il s'agit d'optimiser davantage le processus de technologie d'impression 3D, de supprimer les défauts du processus de formage et d'améliorer les propriétés mécaniques des pièces formées. Les problèmes clés de la loi d'évolution des contraintes internes, du comportement à la déformation et à la fissuration, ainsi que du mécanisme des défauts dans le processus de formage, doivent encore être étudiés à l'avenir.