高-強度負荷-ベアリングコンポーネントに適していますか？

1、材料の仕組みにおける大きな前進：ラボから工場への行く
メタル3D印刷により、業界で12種類の高-パフォーマンス素材を使用することができました。チタン合金、ニッケル-ベースの高{-温度合金、タンタル金属などの必須材料の機械的品質は、鍛造要件に達したり、頻繁な要件に達したり、さらには上回ったりしています。英国のオックスフォード大学チームは、レーザーパウダーベッド溶融技術を使用して、タンタルムの金属部品を印刷しました。これらの部分は、125〜437 GPAの重度の圧力を受けた場合、鍛造タンタルと同じ方法で衝撃に反応しました。この功績により、3Dプリントされたタンタルは、核融合反応器ペレットや宇宙船放射線シールドなどの最良の材料です。 Platinum TechnologyのUltra -細かい穀物チタン合金粉末は、印刷された部品の鍛造部品の92％の疲労強度を提供します。プラチナテクノロジーによって作られたC919飛行機の中央翼エッジストリップに12トンの引張荷重が適用されると、典型的な鍛造よりも37％少ない変形があります。
アルミニウム合金の世界では、3Dプリンティングが伝統的な鋳造の強度の限界を超えています。 SLMテクノロジーは、特定の会社に7075アルミニウム合金を印刷するために採用されました。穀物の方向付けと熱処理手順を変更することにより、引張強度は580MPaになり、これはT6鍛造で通常見られるものよりも15％高くなります。特定の種類の無人航空機のメイン負荷-ベアリングフレームでうまく機能しました。 Multi -材料複合印刷は、より革新的な開発です。医療会社は、骨が一緒に成長するのに役立つ生物活性層と、人間の動きの重量を処理できる内部高-強度チタンマトリックスを表面に備えたチタン/ヒドロキシアパタイト勾配材料酢酸酢酸カップを作成しました。これにより、補綴物は最大25年続きます。
2、構造革新：「減算的製造」から「トポロジー最適化」への移行
の主な利点メタル3D印刷他の方法ではできない複雑な形を作ることができるということです。トポロジの最適化を使用して、ボーイングの787 Dreamliner Engine Bracketは、3Dプリントを使用して20の要素を1つのピースに組み合わせています。生体模倣格子構造により、ストレスの広がりが40％良くなり、30％軽量になります。このデザインのアイデアは、自動車業界で多く使用されています。たとえば、BMWグループは、I8ロードスター用の3Dプリントアルミニウム合金ステアリングナックルを作成しました。これは、内部中空格子設計のために軽量です。従来の鍛造よりも22％硬く、200万件の疲労テストに合格しています。
コンフォーマル冷却水回路技術は、金型ビジネスにおける3D印刷の「キラーアプリケーション」となっています。企業は、90秒から55秒に金型を作るのにかかる時間を削減し、反りと変形の速度を82％削減する自動車バンパー金型のスパイラル冷却水路を考案しました。ホットランナーシステムには、より画期的なケースがあります。標準のホットノズルは12パートで構成されていますが、3Dプリントされた統合ホットノズルには3つだけが必要です。インテリアチャネルを最適化することにより、熱膨張係数は35％減少し、射出成形の精度が大幅に増加します。
3、プロセス検証：1つのコンポーネントの作成からそれらの多くの作成まで
多くの産業は、金属3D印刷を使用して物事を大量に作ることができることを示しています。 Shenyang Aircraft Industry Corporation（Shenyang Aircraft Corporation）には、新しい航空機モデルに3Dプリントチタン合金負荷-ベアリングフレームが生産されています。各飛行機はこれらのフレームのうち300を超えるため、従来の方法よりも272キログラム軽くなり、毎年640,000リットルの燃料を節約できます。ポルシェは3D印刷を採用して911 GT2 RSピストンを作成します。これにより、冷却チャネルのアーキテクチャを改善することにより、30馬力のエンジン出力が高まります。この技術は、年間100,000セットを作る生産ラインで使用されています。
3D印刷強力な部品は、医療専門職で有用である可能性が最も高くなります。ジョンソン・エンド・ジョンソンによって作られた3D -印刷された多孔質チタン合金酢酸類のカップは、その生体模倣骨骨間構造設計のおかげで骨形成の速度を増加させました。世界中の500,000を超えるインスタンスで使用されています。企業は、患者のCTデータに基づいて穴の配置と形状を変更できる整形外科手術用のカスタム3Dプリントチタン合金骨板を生産しました。これにより、通常のプレートと比較して手術時間が40％削減され、手術後6週間までに治癒が促進されます。
4、経済の再編：「高-コスト実験」から「主流の製造」への移行
大規模に金属3D印刷を使用する鍵は、コストを削減することです。 Wohlers Associatesによると、世界中の産業添加剤製造システムの平均価格は、2019年の98,105ドルから2021年の93,404ドルに減少しました。同時に、印刷効率は300％増加しました。プラチナ独自の3Dプリンティングパウダーの価格は、2020年の1448百万元/トンから2022年の781900元/トンに下落しました。
接着剤をスプレーする新しい方法は、物事を大規模に作る新しい方法を開きました。デスクトップメタルとトリテックチタン部品は、チタン合金結合剤スプレープロセスを作成するために協力してきました。このプロセスにより、緑色の体を印刷し、98％の密度に真空焼結することにより、-チタン合金部品を生成することが可能になり、表面を機械加工または仕上げます。 SLMテクノロジーと比較して、このアプローチは、材料、機器、エネルギー使用、その他のものの価格を40％から60％引き下げます。この技術は、特定の電気3C会社によって使用され、316Lのステンレス鋼の時計のケーシングをテストおよび製造しています。各ピースのコストは、標準の射出成形よりも35％低くなっています。