هل ستستخدم صناعة القوالب سبائك التيتانيوم للطباعة ثلاثية الأبعاد؟

ثالثا, الفوائد التكنولوجية للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام سبائك التيتانيوم ومدى نجاحها مع احتياجات القالب
1. القدرة على صنع هياكل معقدة
كل يوم، تحتاج صناعة القوالب إلى قنوات تدفق داخلية أكثر تعقيدًا وهياكل شبكية خفيفة الوزن. ومع ذلك، فإن طرق المعالجة القياسية مقيدة بمسارات الأدوات وتصميم القوالب، مما يجعل من الصعب إنشاء هياكل معقدة عالية الدقة-. باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لسبائك التيتانيوم، يمكنك تكديس المواد طبقة تلو الأخرى لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد-. يتيح لك هذا إنشاء قنوات داخلية،-وهياكل رقيقة الجدران، وقنوات تبريد غير منتظمة لا تستطيع الطرق القديمة القيام بها. على سبيل المثال، في قوالب الحقن، يمكن لقنوات التبريد المتوافقة أن تقلل دورة الحقن بنسبة 30% إلى 50% وتجعل إنتاجية المنتج أفضل. تتميز سبائك التيتانيوم، مثل قالب الفولاذ XM-7، بموصلية حرارية عالية تبلغ 30 وات/(م · كلفن)، مما يجعلها أفضل في التبريد وتجعلها مثالية للقوالب المتطورة.
2. فوائد الأداء المادي
سبائك التيتانيوم قوية وخفيفة، مما يجعل القوالب تدوم لفترة أطول وتكون أسهل في الاستخدام. على سبيل المثال، 1.2709 (18Ni300) من الفولاذ المارتنسيتي المتقادم يتمتع بقوة شد تبلغ 2000 ميجا باسكال وصلابة تتراوح بين 50-52HRC. إنه مناسب لقوالب الصب-عالية الضغط-ويدوم لفترة أطول بثلاث مرات من الفولاذ H13 العادي. كما أن مرونة سبائك التيتانيوم في التآكل (مثل مدى ثبات الفولاذ المقاوم للصدأ 316L في المواقف الرطبة) يمكن أن تقلل من عدد المرات التي تحتاج فيها القوالب إلى التنظيف وتقلل من تكلفة استخدامها بمرور الوقت.
3. التخصيص والتغييرات السريعة
في كثير من الأحيان، يعني صنع القالب إجراء الكثير من التجارب والتغييرات، وتستغرق الطرق التقليدية وقتًا طويلاً وتكلف الكثير. يمكن استخدام النماذج الرقمية لإنشاء طباعة ثلاثية الأبعاد لسبائك التيتانيوم مباشرة، ويمكن إنتاج النموذج الأولي للقالب والتحقق منه في غضون أيام قليلة. وهذا يقلل من الوقت الذي يستغرقه إجراء البحث والتطوير. على سبيل المثال، تستخدم الشركة التي تصنع قطع غيار السيارات الطباعة ثلاثية الأبعاد لسبائك التيتانيوم لتقليل وقت إنشاء القالب من 8 أسابيع إلى أسبوعين وجعل القوالب أخف بنسبة 30% من خلال تصميمها بهيكل شبكي. وهذا يوفر الطاقة ويجعل العملية أسهل.
2 ، الطرق الشائعة لاستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لسبائك التيتانيوم في صناعة القوالب
1. قوالب الحقن
لأن سبائك التيتانيوم لديها موصلية حرارية عالية ومقاومة للتآكل، فهي أفضل مادة لقوالب الحقن. على سبيل المثال، في القوالب الداخلية للسيارة، القوالب المصنوعة باستخدام مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L وتقنية SLM، جنبًا إلى جنب مع تصميم قناة مياه التبريد المتوافقة، تقلل دورة صب الحقن من 120 ثانية إلى 75 ثانية وترفع معدل الإنتاج إلى 98%. كما أن قوالب سبائك التيتانيوم رائعة في تلميع الأسطح، وهو أمر مهم لصنع عناصر عالية الدقة مثل العدسات البصرية.
2. قوالب الصب بالقالب
يجب أن تكون قوالب الصب قادرة على التعامل مع-التآكل السائل للمعادن الناتج عن درجات الحرارة العالية ودورات الإجهاد الحراري. مقاومة سبائك التيتانيوم للتكسير الحراري والتآكل يمكن أن تزيد بشكل كبير من عمر القالب. بعد المعالجة الحرارية، يتمتع قالب صب سبائك الألومنيوم-المطبوع باستخدام مسحوق 1.2709 بصلابة تبلغ 50HRC ويظل سليمًا من الناحية الهيكلية بعد 60,000 دورة صب-من القالب. وهذا يمثل زيادة بنسبة 200% في عمر الخدمة مقارنة بقوالب الفولاذ H13 النموذجية.
3. قالب الإطارات المطاطية
يمكن لمقاومة التآكل والثبات الحراري لسبائك التيتانيوم تحسين دقة القوالب المطاطية عند استخدامها لصنع الأنماط. قالب مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ CX (Corrax) المصنوع بتقنية SLM يتمتع بتصنيف أداء تلميع يبلغ A2. يعمل هيكل الدعم الشبكي على خفض وزن القالب بنسبة 30% ويحسن دقة إعادة إنتاج الأنماط إلى حدود 0.01 مم، وهو ما تحتاجه الإطارات المتطورة-.
4. قوالب الدواء
حقيقة أن سبائك التيتانيوم متوافقة حيويا تمنحها ميزة خاصة في عالم القوالب الطبية. على سبيل المثال، يمكن تخصيص قوالب الصفائح العظمية المصنوعة من سبائك التيتانيوم المطبوعة ثلاثية الأبعاد لكل مريض عن طريق صنع نماذج العفن مباشرةً من بيانات التصوير المقطعي المحوسب الخاصة به. وهذا يقلل من الوقت اللازم للتحضير للجراحة ويجعل الغرسات أكثر قدرة على التكيف.
3 ، المشاكل التي تواجهها الطباعة ثلاثية الأبعاد لسبائك التيتانيوم في صناعة القوالب
1. تكلفة المواد مرتفعة
تكلفة مسحوق سبائك التيتانيوم أعلى بكثير من تكلفة الفولاذ القالب العادي. على سبيل المثال، مسحوق 1.2709 يكلف حوالي 800 يوان للكيلوغرام الواحد، وهو ثلاثة أضعاف مسحوق 316L، الذي يكلف 260 يوان للكيلوغرام الواحد. تدوم قوالب سبائك التيتانيوم لفترة أطول، لكن التكلفة العالية لتصنيعها في المقام الأول تجعل من الصعب استخدامها على نطاق واسع.
2. الحفاظ على استقرار العملية وإصلاح المشاكل
هناك مشاكل في الطباعة ثلاثية الأبعاد لسبائك التيتانيوم، مثل الكروية والشقوق والمسامية، مما يجعل القالب أقل فعالية. على سبيل المثال، في تقنية SLM، إذا لم يتدفق المسحوق بشكل جيد بما فيه الكفاية، فلن تترابط الطبقات جيدًا، ويجب أن تكون المكونات أفضل عن طريق تغيير إعدادات الطباعة (مثل طاقة الليزر وسرعة المسح الضوئي) والمعالجة اللاحقة- (مثل الضغط المتوازن الساخن).
3. تكاليف المعدات والمعالجة اللاحقة-.
-تكلف الطابعات ثلاثية الأبعاد المتطورة المصنوعة من سبائك التيتانيوم، مثل EOS M400-4، أكثر من 10 ملايين يوان وتحتاج إلى نظام حماية من الغاز الخامل وجهاز دقيق للتحكم في درجة الحرارة. وهذا يجعلها أكثر صعوبة في الاستخدام. أيضًا، تحتاج قوالب سبائك التيتانيوم إلى المعالجة بمجرد تصنيعها، مما يزيد من التكلفة والوقت الذي يستغرقه تصنيعها.