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Vantaggio della stampa 3D del metallo Lega di titanio

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Eplus3D sulla stampa della lega di alluminio

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La fabbricazione additiva dei metalli è una tecnologia emergente che sfida i metodi di fabbricazione tradizionali. Tuttavia, il comportamento di corrosione delle parti prodotte in modo additivo deve essere considerato se le tecniche additive devono trovare un'applicazione diffusa.

Enormi effetti sono stati pagati negli ultimi decenni nell'ottimizzazione dei dispositivi di stampa, tra cui laser altamente affidabili, hardware e software di calcolo ad alte prestazioni poco costosi. Attualmente, la stampa 3D del metallo è stata evidenziata per i suoi vantaggi unici nella produzione di materiali metallici rispetto ad altre tecniche di fabbricazione. Prendiamo un esempio di Ti Based alloy.

Poiché il titanio combina un'ampia applicazione industriale in parti ad alte prestazioni con alti costi di lavorazione, stampaggio duro e un lungo tempo di lavorazione convenzionale, il titanio e le leghe di titanio sono di estremo interesse per quanto riguarda le tecniche AM

Tra le leghe di titanio, Ti6Al4V è il materiale più utilizzato per molte parti di ingegneria e impianti biomedici. Il materiale offre una forte resistenza alla corrosione e si distingue per la sua alta duttilità. Queste caratteristiche lo rendono un grande candidato per l'implementazione in diverse industrie.

Ci sono molti vantaggi nella stampa 3D del titanio.

Per le applicazioni aerospaziali, l'uso del titanio e dei componenti stampati in 3D spesso aiuta a ridurre il tasso di acquisto. Il termine derivato dall'industria aerospaziale si riferisce alla correlazione tra il peso del materiale inizialmente acquistato e il peso del prodotto finito.

Per esempio, nella produzione tradizionale, il rapporto buy-to-fly delle parti di aerei in titanio può essere tra 12:1 e 25:1. Ciò significa che sono necessari 12-25 kg di materie prime per produrre 1 kg di pezzi. In questo caso, fino al 90% del materiale può essere lavorato.

La stampa 3D in metallo può ridurre la proporzione di titanio da 3:1 a 12:1. Questo perché le stampanti 3D in metallo di solito usano solo la quantità di materiale necessaria per fare le parti, e ci sono pochissimi rifiuti generati dalla struttura di supporto. Per i materiali costosi (come il titanio), è molto importante ridurre il costo di acquisto rispetto al costo risparmiato.

La fabbricazione additiva può anche migliorare le proprietà di leggerezza del titanio grazie all'ottimizzazione della topologia. Utilizzando il software di ottimizzazione della topologia, gli ingegneri impostano determinati requisiti, come i vincoli di carico e rigidità e poi lasciano che lo strumento software ottimizzi il progetto iniziale per soddisfare tali requisiti. Attraverso questa ottimizzazione, qualsiasi materiale non necessario viene rimosso dal progetto, creando un componente più leggero ma resistente.

I design topologicamente ottimizzati possono spesso essere fabbricati solo con l'aiuto delle tecnologie di produzione m additiva. Questo vantaggio è particolarmente apprezzato dall'industria aerospaziale, dove le parti leggere in titanio stampate in 3D possono portare a risparmi di peso e a migliori prestazioni degli aerei

Nonostante i vantaggi della stampa 3D del titanio, ci sono alcune sfide che devono essere prese in considerazione.

1. La prima è la necessità di sviluppare standard per l'utilizzo del titanio con tecnologie additive. Alcune aziende stanno già facendo passi in questa direzione.

2. La seconda sfida è il costo elevato della polvere di titanio. Per esempio, il prezzo della polvere di titanio ottimizzata per la stampa 3D varia da 300 a 600 dollari.

La stampa 3D del titanio è diventata una tecnologia preziosa nel campo aerospaziale, medico e automobilistico. La ragione principale è che le prestazioni superiori del titanio sono combinate con la capacità di ridurre gli sprechi nella stampa 3D e di creare design complessi e leggeri.

In futuro, man mano che il costo del titanio diminuisce e si scoprono più applicazioni, la stampa 3D del titanio diventerà una buona alternativa di produzione per una gamma più ampia di industrie.