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鈦合金?增材制造技術(shù)應用前景分析 |
作者:本站 發(fā)布時(shí)間:2021-03-12 瀏覽:609次 |
3D打印增材制造技術(shù)主要是通過(guò)計算機中生成零件的三維CAD模型,根據模型的尺寸數據采用激光熔覆的方式將零件的材料通過(guò)噴墨的形式逐層堆積起來(lái)形成立體零件的技術(shù)。增材制造工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,適用范圍廣,可根據計算機內零件三維圖的不同隨時(shí)改變制造零件的結構、品種等,對于產(chǎn)品結構復雜、材料活性高、要求純度高的金屬零件的制造特別適用。 3D打印增材制造技術(shù)使用的原材料主要有金屬和非金屬兩大類(lèi),同時(shí)在原材料中還添加其他材料進(jìn)行燒結、固化和熱熔覆。按照添加材料的不同增材制造技術(shù)可以分為:快速原型制造技術(shù)和高性能金屬構件直接制造技術(shù)。與傳統的切削加工相比,增材制造技術(shù)可以實(shí)現金屬材料零件制作過(guò)程的一步完成,其制造的過(guò)程是根據零件的三維CAD圖進(jìn)行的,因此與實(shí)際要求零件的尺寸精度相接近,后續的加工余量小,材料的利用率和生產(chǎn)效率都大幅的提高了。在使用增材制造技術(shù)的時(shí)候不需要大型的設備,可以為生產(chǎn)企業(yè)節約資源,同時(shí)制造時(shí)間短,具有較高的柔性可以根據產(chǎn)品的結構變化隨時(shí)改變。 隨著(zhù)3D打印增材制造技術(shù)的發(fā)展,鈦合金增材制造技術(shù)會(huì )在工程材料的各個(gè)方面得到應用。鈦合金增材制造技術(shù)生產(chǎn)的鈦合金完全可以替換傳統鈦合金材料。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,鈦合金材料的應用范圍將不僅僅局限于航空航天、國防和醫療衛生方面,鈦合金增材制造技術(shù)也會(huì )不斷的完善和發(fā)展。鈦合金增材制造技術(shù)才剛開(kāi)始,他的發(fā)展還需要不斷改進(jìn)和完善,需要科研院校和機構的共同努力。鈦合金增材制造技術(shù)必向著(zhù)生產(chǎn)復雜化、高精度化、大型化以及低成本的方向發(fā)展。同時(shí),增材制造技術(shù)也會(huì )在各個(gè)領(lǐng)域得到應用,實(shí)現生產(chǎn)的快速化,促進(jìn)我國制造業(yè)的快速發(fā)展,大力提高我國的經(jīng)濟發(fā)展速度。 (一)鈦合金增材制造技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應用 增材制造技術(shù)最早于2001年開(kāi)始應用于美國的艦載殲擊機中,通過(guò)鈦合金增材制造技術(shù)生產(chǎn)出飛機的承力結構件并應用于航空生產(chǎn)。2011年英國的南安普頓大學(xué)通過(guò)增材制造技術(shù)生產(chǎn)出包括無(wú)人機的機翼、控制面板和艙門(mén)的整體框架。2012年之后,鈦合金增材制造技術(shù)在航空領(lǐng)域的應用取得前所未有的發(fā)展,鈦合金零件不僅在飛機制造中得到廣泛的應用,而且新型的鈦合金材料開(kāi)始在火箭、航天飛機等航天設備中得到應用,鈦合金增材制造技術(shù)生產(chǎn)的零件極大的減少了航天設備之間的焊縫數量,由于鈦合金的強度更高,使得航天設備的安全性大大提高。我國相關(guān)部門(mén)和科研院校也不斷的對鈦合金增材制造技術(shù)進(jìn)行研究,現在已經(jīng)在航空領(lǐng)域得到應用。我國運用鈦合金增材制造技術(shù)生產(chǎn)的飛機機翼和主承力構件達到了相應的技術(shù)要求并應用于飛機制造。2013年北京航空航天大學(xué)通過(guò)鈦合金增材制造技術(shù)制造出了鈦合金飛機主承力構件,通過(guò)了技術(shù)驗證且進(jìn)行裝機評審,這使我國成為世界上首個(gè)掌握鈦合金飛機主承力構件設計制造的國家,標志著(zhù)我國的鈦合金增材制造技術(shù)進(jìn)入世界的領(lǐng)先地位。 (二)鈦合金增材制造技術(shù)在在國防領(lǐng)域的應用 在國防武器生產(chǎn)的過(guò)程中,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。美國海軍正在研究將增材制造技術(shù)設計到航空母艦上,將航母作為一個(gè)大型的武器生產(chǎn)工廠(chǎng),根據需要和要求生產(chǎn)所需武器設備。同時(shí)美國的陸軍也在研發(fā)“移動(dòng)零件醫院”實(shí)現武器零件的快速修復和快速生產(chǎn),滿(mǎn)足戰場(chǎng)的需要。我國也正在加緊鈦合金增材制造技術(shù)在國防領(lǐng)域應用的研究,實(shí)現武器生產(chǎn)的快速化和精密化,推動(dòng)我國國防技術(shù)發(fā)展。 (三)鈦合金增材制造技術(shù)在醫療器械中的應用 現代醫療中,鈦合金技術(shù)已經(jīng)得到應用,如人工關(guān)節。隨著(zhù)醫療水平的提高,人們對于人工關(guān)節或者其他的復合材料在身體中的應用也提出更高要求,這些應用于人體的材料應有更好的接觸性和相容性,同時(shí)還應完成相應的功能。鈦合金增材制造技術(shù)生產(chǎn)的人工關(guān)節確保關(guān)節具有良好的耐磨界面,同時(shí)能夠很好地與骨組織進(jìn)行容和,提高人工關(guān)節的質(zhì)量和醫療水平。 目前鈦合金產(chǎn)品已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到應用,這些產(chǎn)品的結構較復雜、品種多、批量小且性能要求高,傳統的生產(chǎn)制造技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足這些產(chǎn)品要求,而增材制造技術(shù)能夠滿(mǎn)足鈦合金產(chǎn)品制造技術(shù)和性能要求,因而得到廣泛應用。
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