Oppfyller styrken og seigheten av metalltrykkmaterialer industrielle krav?

1. En stor endring i hvordan materialer fungerer: å gå fra "brukbar" til "optimal"
Det har vært en stor forbedring i styrken av metall 3D -utskriftsmaterialer. For eksempel har delene som er laget av den selektive lasersmelting (SLM) -prosessen ved bruk av IN718 Nickel - -basert legering som ofte brukes i luftfartsindustrien en strekkfasthet på opptil 1200MPa og en avkastningsstyrke på 1050MPa. Dette er bedre enn den tradisjonelle støpingsprosessen (strekkfasthet på ca. 900MPa) og til og med nær nivået av forgings (strekkfasthet på ca. 1150MPa). Etter 20 varmesyklus -testing har Titanium Alloy -forbrenningskammeret som Platinum Lite trykt for en viss type rakettmotor en høy - temperaturstyrke retensjonshastighet på 92%, noe som er mye høyere enn 85% normen som industrien krever.
Den gradientvarmebehandlingsteknologien som MIT kom med har satt en ny standard for industrien når det gjelder å gjøre ting mer holdbart. Ved å kontrollere kjølehastigheten nøye øker denne teknologien virkningen av seighet for 3D trykt i713 høy - temperaturlegering ved 927 grader fra 15J/cm² til 28J/cm². Frakturens seighet (KIC) når 65MPa · m ¹/², som tilfredsstiller behovene til flymotormotor -turbinbladene i veldig høye - temperaturmiljøer. Denne evnen til å håndtere mikrostruktur lar 3D -utskriftsmaterialer holde styrken mens de bare mister 40% av seigheten sammenlignet med tidligere metoder.
Den bedre materialdatabasen gir datastøtte for å få ting til å fungere bedre. Platinum Technologys intelligente prosessbibliotek har samlet mer enn 2000 sett med materialparametere. Disse parametrene spenner over 12 vanlige industrimetaller, for eksempel titanlegeringer, nikkel - -baserte legeringer og rustfritt stål. Ved å endre laserkraften (180–220W), skannehastighet (800–1200mm/s) og lagtykkelse (30–50 μ m), er det mulig å kontrollere strekkfastheten mellom 980 og 1150MPa og forlengelsen mellom 12 og 18%. Dette tilfredsstiller behovene til et bredt spekter av applikasjoner, fra ortopediske implantater til luftfartsstrukturkomponenter.
2. Prosessinnovasjon: Å finne en måte å balansere styrke og seighet
Multi - Laser Collaborative Scanning -teknologien løser problemet med ujevn styrke i store porsjoner. Leiming Laser's LIM - X400M utstyr bruker tre laser sømløs spleiseteknologi for å holde styrken til elementer i størrelsesområdet 300mm × 400mm × 350mm innen ± 3%. Denne teknologien kombinerer seks deler som pleide å måtte sveises og settes sammen i en helhet i satellittbraketten som ble produsert for et visst luftfartsfirma. Dette får utmattelsens levetid til å gå fra de vanlige 8000 syklusene til 25000 sykluser.
Usupportert utskriftsteknologi forbedrer den mekaniske ytelsen til suspenderte strukturer ved å optimalisere dynamikken i smeltebassenget. Xi'an Ouzhong Technologys skanningstilnærming med variabel energitetthet har gjort suspenderte strukturer med utskriftsvinkler mindre enn 45 grader 20% sterkere. Denne tilnærmingen kombinerer de originale 12 prosesshullene til 3 kontinuerlige strømningskanaler i ventilblokken produsert for spesialutstyr under vann. Dette kutter volumet med 60% og trykktapet med 25%. Veggtykkelsen på strømningskanalen er nøyaktig til innen ± 0,05 mm.
Det intelligente overvåkningssystemet har gjort det mulig å optimalisere prosessparametere i sanntid. XX Automobile bruker en AI - basert smeltebassengovervåkingssystem som kan endre laserintensiteten og skanne banen på flua. Dette senker porøsiteten fra bransjegjennomsnittet på 0,3% til under 0,05%. Teknikken gjorde topologien - optimalisert struktur 15% stivere og 25% lettere når du skriver ut den elektriske motorens hette. Det besto den tøffe testen på 2100 Newton meter dreiemoment.
3. Verifisering av industriell scenario: Gå fra laboratoriet til produksjonslinjen
Bruken i luftfartsområdet er det mest overbevisende. Ved å bruke 3D -utskriftsteknologi produserte GE LEAP -motorens drivstoffdyse, som kombinerer 20 separate deler til en enhet. Dette gjør det 25% lettere og 15% mer drivstoffeffektiv. Det totale antallet leverte varer har gått over 500 000. Etter 1000 timers testing ved ekstreme temperaturer, fant China Aviation Industry Corporation (AECC) at 3D -trykte turbinveiledninger var 18% bedre til avkjøling og varte tre ganger lenger enn tradisjonelle støpte kniver.
Behovet for bedre materialer i energi- og kraftvirksomheten presser forskere til å gjøre nye funn hele tiden. Maxwell Medical, et smart produksjonsselskap i Xi'an, laget en 3D - trykt fotovoltaisk utstyr Titanium Alloy Flow Channel Plate som jevnt distribuerer kjølevæske gjennom et mikrometer - Level Flow Channel Design. Dette holder temperaturen på enkeltkrystallovnen innen ± 0,5 grader og sparer 12% energi sammenlignet med tradisjonelle maskinerte produkter. Ved bruk av kjølesystemer for kjernefysisk reaktor har 3D -trykte strømningskanal varmevekslere vist seg å være 20% mer effektive til å overføre varme, 40% mindre materiale brukes, og de har passert 10 års akselerert livstesting.
Behovet for at medisinske implantater er både biokompatible og mekanisk tilpasningsdyktige har ført til at nye materialer utvikles. 3D - trykt porøs titanlegering Interbody Fusion -enhet laget av Sino Power har en porøsitet på 70% og en elastisk modul som er den samme som for menneskelig kortikalt bein (10–15gpa). Klinisk respons indikerer en forbedring på 60% i beinutvikling sammenlignet med standardimplantater tre måneder etter - kirurgi. Samarbeidsdesignet av materialstrukturfunksjonen har forbedret de fem - års overlevelsesraten for 3D -trykte implantater fra 85% til 97%.