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钛合金?增材制造技術應用前景分(fēn)析

作者:本站      發布時間:2021-03-12      浏覽:392

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3D打印增材制造技術主要是通過計算機中(zhōng)生(shēng)成零件的三維CAD模型,根據模型的尺寸數據采用激光熔覆的方式将零件的材料通過噴墨的形式逐層堆積起來形成立體(tǐ)零件的技術。增材制造工(gōng)藝簡單,生(shēng)産成本低,适用範圍廣,可根據計算機内零件三維圖的不同随時改變制造零件的結構、品種等,對于産品結構複雜(zá)、材料活性高、要求純度高的金屬零件的制造特别适用。

3D打印增材制造技術使用的原材料主要有金屬和非金屬兩大(dà)類,同時在原材料中(zhōng)還添加其他材料進行燒結、固化和熱熔覆。按照添加材料的不同增材制造技術可以分(fēn)爲:快速原型制造技術和高性能金屬構件直接制造技術。與傳統的切削加工(gōng)相比,增材制造技術可以實現金屬材料零件制作過程的一(yī)步完成,其制造的過程是根據零件的三維CAD圖進行的,因此與實際要求零件的尺寸精度相接近,後續的加工(gōng)餘量小(xiǎo),材料的利用率和生(shēng)産效率都大(dà)幅的提高了。在使用增材制造技術的時候不需要大(dà)型的設備,可以爲生(shēng)産企業節約資(zī)源,同時制造時間短,具有較高的柔性可以根據産品的結構變化随時改變。

随着3D打印增材制造技術的發展,钛合金增材制造技術會在工(gōng)程材料的各個方面得到應用。钛合金增材制造技術生(shēng)産的钛合金完全可以替換傳統钛合金材料。随着科學技術的進步,钛合金材料的應用範圍将不僅僅局限于航空航天、國防和醫療衛生(shēng)方面,钛合金增材制造技術也會不斷的完善和發展。钛合金增材制造技術才剛開(kāi)始,他的發展還需要不斷改進和完善,需要科研院校和機構的共同努力。钛合金增材制造技術必向着生(shēng)産複雜(zá)化、高精度化、大(dà)型化以及低成本的方向發展。同時,增材制造技術也會在各個領域得到應用,實現生(shēng)産的快速化,促進我(wǒ)(wǒ)國制造業的快速發展,大(dà)力提高我(wǒ)(wǒ)國的經濟發展速度。

(一(yī))钛合金增材制造技術在航空航天領域的應用

增材制造技術最早于2001年開(kāi)始應用于美國的艦載殲擊機中(zhōng),通過钛合金增材制造技術生(shēng)産出飛機的承力結構件并應用于航空生(shēng)産。2011年英國的南(nán)安普頓大(dà)學通過增材制造技術生(shēng)産出包括無人機的機翼、控制面闆和艙門的整體(tǐ)框架。2012年之後,钛合金增材制造技術在航空領域的應用取得前所未有的發展,钛合金零件不僅在飛機制造中(zhōng)得到廣泛的應用,而且新型的钛合金材料開(kāi)始在火(huǒ)箭、航天飛機等航天設備中(zhōng)得到應用,钛合金增材制造技術生(shēng)産的零件極大(dà)的減少了航天設備之間的焊縫數量,由于钛合金的強度更高,使得航天設備的安全性大(dà)大(dà)提高。我(wǒ)(wǒ)國相關部門和科研院校也不斷的對钛合金增材制造技術進行研究,現在已經在航空領域得到應用。我(wǒ)(wǒ)國運用钛合金增材制造技術生(shēng)産的飛機機翼和主承力構件達到了相應的技術要求并應用于飛機制造。2013年北(běi)京航空航天大(dà)學通過钛合金增材制造技術制造出了钛合金飛機主承力構件,通過了技術驗證且進行裝機評審,這使我(wǒ)(wǒ)國成爲世界上首個掌握钛合金飛機主承力構件設計制造的國家,标志(zhì)着我(wǒ)(wǒ)國的钛合金增材制造技術進入世界的領先地位。

(二)钛合金增材制造技術在在國防領域的應用

在國防武器生(shēng)産的過程中(zhōng),對武器的材料性能要求較高,零件的精密度也有較高的要求。美國海軍正在研究将增材制造技術設計到航空母艦上,将航母作爲一(yī)個大(dà)型的武器生(shēng)産工(gōng)廠,根據需要和要求生(shēng)産所需武器設備。同時美國的陸軍也在研發“移動零件醫院”實現武器零件的快速修複和快速生(shēng)産,滿足戰場的需要。我(wǒ)(wǒ)國也正在加緊钛合金增材制造技術在國防領域應用的研究,實現武器生(shēng)産的快速化和精密化,推動我(wǒ)(wǒ)國國防技術發展。

(三)钛合金增材制造技術在醫療器械中(zhōng)的應用

現代醫療中(zhōng),钛合金技術已經得到應用,如人工(gōng)關節。随着醫療水平的提高,人們對于人工(gōng)關節或者其他的複合材料在身體(tǐ)中(zhōng)的應用也提出更高要求,這些應用于人體(tǐ)的材料應有更好的接觸性和相容性,同時還應完成相應的功能。钛合金增材制造技術生(shēng)産的人工(gōng)關節确保關節具有良好的耐磨界面,同時能夠很好地與骨組織進行容和,提高人工(gōng)關節的質量和醫療水平。

目前钛合金産品已經在多個領域得到應用,這些産品的結構較複雜(zá)、品種多、批量小(xiǎo)且性能要求高,傳統的生(shēng)産制造技術無法滿足這些産品要求,而增材制造技術能夠滿足钛合金産品制造技術和性能要求,因而得到廣泛應用。