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#Produkttrends
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Vorteile des Metall-3D-Drucks Titanlegierung
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Eplus3D über den Druck von Aluminiumlegierungen
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Die additive Fertigung von Metallen ist eine aufstrebende Technologie, die traditionelle Fertigungsmethoden herausfordert. Allerdings muss das Korrosionsverhalten von additiv gefertigten Teilen berücksichtigt werden, wenn additive Techniken eine breite Anwendung finden sollen.
In den letzten Jahrzehnten wurden enorme Summen für die Optimierung von Druckgeräten gezahlt, darunter hochzuverlässige Laser, kostengünstige Hochleistungs-Computerhardware und Software. Derzeit wird der 3D-Druck von Metallen aufgrund seiner einzigartigen Vorteile bei der Herstellung von metallischen Werkstoffen im Vergleich zu anderen Fabrikationsverfahren hervorgehoben. Nehmen wir ein Beispiel für eine Legierung auf Ti-Basis.
Da Titan eine breite industrielle Anwendung in Hochleistungsteilen mit hohen Bearbeitungskosten, harter Formgebung und einer langen Vorlaufzeit bei der konventionellen Verarbeitung verbindet, sind Titan und Titanlegierungen im Hinblick auf AM-Techniken von größtem Interesse
Unter den Titanlegierungen ist Ti6Al4V das am häufigsten verwendete Material für viele technische Teile und biomedizinische Implantate. Das Material bietet eine hohe Korrosionsbeständigkeit und zeichnet sich durch seine hohe Duktilität aus. Diese Eigenschaften machen es zu einem großartigen Kandidaten für den Einsatz in verschiedenen Branchen.
Es gibt viele Vorteile des 3D-Drucks von Titan.
In der Luft- und Raumfahrt hilft der Einsatz von Titan und 3D-gedruckten Komponenten oft, die Anschaffungskosten zu senken. Der aus der Luft- und Raumfahrtindustrie stammende Begriff bezieht sich auf die Korrelation zwischen dem Gewicht des ursprünglich gekauften Materials und dem Gewicht des fertigen Produkts.
In der traditionellen Fertigung kann das Verhältnis von eingekauftem Material zu fertigem Produkt bei Titan-Flugzeugteilen beispielsweise zwischen 12:1 und 25:1 liegen. Das bedeutet, dass man 12-25 kg Rohmaterial benötigt, um 1 kg Teile zu produzieren. In diesem Fall können bis zu 90 % des Materials verarbeitet werden.
Beim Metall-3D-Druck kann der Anteil des Titans von 3:1 auf 12:1 reduziert werden. Dies liegt daran, dass Metall-3D-Drucker in der Regel nur die Menge an Material verwenden, die für die Herstellung von Teilen benötigt wird, und dass nur sehr wenig Abfall durch die Stützstruktur entsteht. Bei teuren Materialien (wie z. B. Titan) ist es sehr wichtig, dass die Anschaffungskosten geringer sind als die eingesparten Kosten.
Die additive Fertigung kann auch die Leichtbaueigenschaften von Titan dank der Topologieoptimierung verbessern. Bei der Verwendung von Topologie-Optimierungssoftware legen Ingenieure bestimmte Anforderungen fest, wie z. B. Belastungs- und Steifigkeitsbeschränkungen, und lassen dann das Software-Tool das ursprüngliche Design optimieren, um diese Anforderungen zu erfüllen. Durch diese Optimierung wird jegliches unnötige Material aus dem Design entfernt, wodurch eine leichtere und dennoch stabile Komponente entsteht.
Topologisch optimierte Konstruktionen können oft nur mit Hilfe von additiven Fertigungstechnologien hergestellt werden. Dieser Vorteil wird besonders von der Luft- und Raumfahrtindustrie geschätzt, wo leichte 3D-gedruckte Titanbauteile zu Gewichtseinsparungen und einer besseren Leistung des Flugzeugs führen können
Trotz der Vorteile des Titan-3D-Drucks gibt es einige Herausforderungen, die berücksichtigt werden müssen.
1. Die erste ist die Notwendigkeit, Standards für die Verwendung von Titan mit additiven Technologien zu entwickeln. Einige Unternehmen unternehmen bereits Schritte in diese Richtung.
2. Die zweite Herausforderung sind die hohen Kosten für Titanpulver. So liegt der Preis für Titanpulver, das für den 3D-Druck optimiert ist, zwischen 300 und 600 US-Dollar.
Der 3D-Druck von Titan hat sich zu einer wertvollen Technologie in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Medizin und Automobil entwickelt. Der Hauptgrund ist, dass die überlegene Leistung von Titan mit der Fähigkeit kombiniert wird, den Abfall beim 3D-Druck zu reduzieren und komplexe und leichte Designs zu erstellen.
In der Zukunft, wenn die Kosten für Titan sinken und mehr Anwendungen entdeckt werden, wird der Titan-3D-Druck eine gute Fertigungsalternative für eine breitere Palette von Branchen werden.