Друк із титанового сплаву має великий потенціал

Останнім часом матеріали з титанового сплаву використовуються в багатьох популярних смартфонах. Наприклад, інноваційні матеріали, такі як середня рама на 99% з титану та титанові петлі. Також раніше з’явився новий титановий корпус, який став першим мобільним телефоном Apple, в якому використовується авіаційний титан. Титановий сплав має значні переваги в продуктивності та може краще поєднувати характеристики міцності та тонкості, тим самим зменшуючи товщину та вагу мобільних телефонів і покращуючи міцність. У майбутньому, якщо він продовжить проникати в різні бренди споживчої електроніки 3C і типи продукції, очікується збільшення попиту на титановий сплав, полірувальне обладнання та обладнання для 3D-друку.

Результати показують, що 3D-друк із титанового сплаву має чіткий шлях до зниження витрат і підвищення ефективності, заснований на локалізації сировини та основних компонентів і оптимізації зв’язків після обробки для підвищення продуктивності. Очікується, що ринковий простір побутової електроніки перевищить 10 мільярдів юанів, інакше це може стати майбутнім 3D-друку. Основні напрями розвитку поліграфії.

Хоча великі виробники споживчої електроніки використовують матеріали з титанових сплавів, поєднання 3D-друку та титанових сплавів стало новою тенденцією в розвитку галузі. Матеріали з титанового сплаву стали важливим вибором для структурних частин споживчої електроніки завдяки їхнім перевагам у високій міцності та легкості. Титанові сплави погано проводять тепло. Вибірковий процес лазерного плавлення з добавками дозволяє уникнути традиційних. Недоліки субтрактивного виробництва можуть стати майбутнім технології обробки конструкційних деталей з титанового сплаву.

Виробництво рухається в напрямку полегшення

Характеристиками 3D-друку є короткий виробничий цикл і можливість обробки складних форм. 3D-друк — це технологія, яка базується на файлах цифрових моделей і шар за шаром укладає склеювані матеріали для створення реалістичних тривимірних об’єктів. Порівняно з традиційними технологіями виробництва, 3D-друк має такі переваги, як видалення форм, зменшення відходів і запасів. Навіщо використовувати 3D? Друк для виготовлення структурних частин із титанового сплаву:

1. Важко обробляти титановий сплав. Титановий сплав є поганим провідником тепла, а теплопровідність TC4 становить лише 7,96 Вт/м·К, що набагато нижче, ніж у нержавіючої сталі та алюмінієвого сплаву. Це призводить до того, що титанові сплави легко накопичують тепло під час обробки та швидко локально нагріваються, що негативно впливає на ріжучі інструменти та продуктивність обробки. Згідно з даними Aibang Polymer, загальний коефіцієнт придатності середніх корпусів мобільних телефонів із титанових сплавів становить приблизно 30%-40%. , набагато менше, ніж 80% середньої рами з алюмінієвого сплаву.

 

2. 3D-друк підходить для обробки титанового сплаву. SLM — це адитивний виробничий процес, який використовує лазерне плавлення металевого порошку для накопичення та інтеграції шар за шаром. Це дозволяє уникнути недоліків різання титанових сплавів технічним шляхом; по-друге, адитивне виробництво має низьку вартість чутливості для складних структур. Таким чином, свобода проектування є високою, а легка вага може бути досягнута завдяки більшій кількості порожнин.

3D-друк можна широко використовувати в такому обладнанні, як металевий титан, що може підвищити продуктивність і знизити витрати при масовому виробництві. Він користується широкою перевагою в таких галузях, як військова промисловість, медицина та споживча електроніка, але його висока вартість виробництва є основною причиною, яка обмежує його широке застосування. Технологія 3D-друку використовує клейкі матеріали, такі як металевий порошок, кераміка або полімерні матеріали, для проходження шар за шаром. Друк і накладання безперервних шарів різної форми для побудови тривимірних об’єктів може вирішити проблеми масового виробництва технології титанового сплаву та проблеми формування матеріалу з титанового сплаву. Це може спростити виробничі процеси, такі як плавлення та лиття, досягти інтегрованого формування та підвищити продуктивність обробки титанового сплаву, формуючи майбутнє. Очікується, що витрати ще більше зменшаться після ефекту масштабу.

Ринок 3D-друку має величезний простір, і китайський ринок швидко зростає. Згідно з даними, з 2021 по 2025 рік очікується, що розмір світового ринку 3D-друку зросте з 15,2 мільярда доларів США до 29,8 мільярда доларів США із середньорічним темпом зростання на 18%; Очікується, що з 2021 по 2024 рік обсяг ринку 3D-друку в Китаї збільшиться з 26,2 мільярдів доларів США до 50 мільярдів юанів із середньорічним темпом зростання на 24%. Темпи зростання китайського ринку 3D-друку трохи вищі, ніж у середньому по світу.

У майбутньому зниження витрат відбуватиметься в основному за рахунок трьох аспектів: внутрішньої заміни сировини та основних компонентів, а також оптимізації зв’язків після обробки для підвищення врожайності. Беручи до уваги падіння ціни, спричинене локалізацією порошків сировини та основних компонентів, а також підвищення продуктивності, результати показують, що вартість 3D-друку очікується нижче 100 юанів у 2023-2024.

Нещодавно міжнародна дослідницька група, включаючи Королівський технологічний інститут Австралії та Сіднейський університет, поєднала сплави та процеси 3D-друку, щоб створити новий титановий сплав, який є міцним, але не крихким під час натягу. Розробка нового класу більш стійких, високоефективних титанових сплавів для застосування в аерокосмічній галузі, біомедицині, хімічній інженерії, космічних та енергетичних технологіях дає надію. Згідно з повідомленнями, дослідницька група використовувала лазерне нанесення енергії, щоб надрукувати свій сплав із металевого порошку, процес 3D-друку, який підходить для виготовлення великих і складних деталей. Вони поєднали концепції дизайну сплавів із процесом 3D-друку та визначили серію сплавів, які є міцними, пластичними та легкими для друку. Команда каже, що привабливі властивості цих нових сплавів можна порівняти з властивостями комерційних сплавів.

 

У традиційних виробничих процесах титанові сплави заліза стикаються з двома проблемами: одна полягає в тому, що кисень може зробити титан крихким, а інша полягає в тому, що додавання заліза може спричинити серйозні металургійні дефекти та утворити великі шматки титану. Дослідники кажуть, що нове дослідження може надати шаблон для пом’якшення цих проблем кисневої крихкості за допомогою 3D-друку та мікроструктурного дизайну.

 

З цього року 3D-друковані матеріали з титанового сплаву з’явилися в складних мобільних телефонах для досягнення полегшеної конструкції. В даний час металеві конструктивні частини електронних виробів, як правило, виготовляються з нержавіючої сталі та алюмінієвого сплаву. Вага першого не домінує, а твердість другого середня. Хоча титановий сплав має як твердість, так і вагу, його важко обробляти та він має низький коефіцієнт текучості. Процес 3D-друку може ефективно вирішити проблеми формування матеріалу з титанового сплаву та проблемні точки технічного масового виробництва, а також покращити загальний досвід використання мобільних телефонів.

Завдяки низькій щільності, високій міцності та стійкості до корозії титановий сплав забезпечує кращу довговічність і стійкість до подряпин. У той же час виробництво титанового сплаву буде поєднано з технологією 3D-друку, щоб задовольнити потреби споживачів у персоналізований спосіб, принести більше інновацій і свободи зовнішньому вигляду виробів споживчої електроніки та подолати обмеження традиційного виробництва. Оскільки попит на персоналізовану побутову електроніку зростає, все більше споживачів сподіваються налаштувати продукти відповідно до власних уподобань і потреб. Завдяки 3D-друку споживачі можуть вибирати різний зовнішній вигляд, матеріали та функції, щоб персоналізувати електронні продукти та отримати кращий досвід користувача.

3D-друк із титанового сплаву

Крім підвищення продуктивності, застосування 3D-друку в галузі споживчої електроніки також може допомогти ефективно знизити витрати на виробництво продукції та підвищити ефективність. 3D-друк не потребує форм і механічної обробки. Він може безпосередньо перетворювати проекти проектів на об’єкти, ефективно створювати моделі продуктів для тестування та оцінювання, спрощувати виробничий процес, скорочувати витрати часу та виробничого складання в традиційному виробничому процесі, а також сприяти подальшому розвитку та інноваціям. У той же час адитивне виробництво розглядається як процес виробництва без нагляду, який потребує менших трудовитрат. Він формується одним рухом, зменшуючи відходи та покращуючи використання матеріалів, що також допомагає зменшити витрати на матеріали.

 

В останні роки ринок 3D-друку стрімко розвивається. Згідно зі статистичними даними, світовий дохід від виробництва продуктів і послуг 3D-друку досягне приблизно 18 мільярдів доларів США в 2022 році, що на 18% більше, ніж у минулому році. Індустрія 3D-друку зберігає двозначну тенденцію зростання протягом 25 років поспіль. За даними ЗМІ, Apple активно впроваджує технологію 3D-друку. Використання 3D-друку може скоротити час виробництва компанії та знизити витрати на виробництво.