þekkingu

Umburðarlyndi fyrir 3D prentun CNC títan álfelgur er mikilvægur þáttur í framleiðsluferlinu, sem hefur áhrif á gæði endanlegrar vöru, frammistöðu og hæfi fyrir ýmis forrit. Eftir því sem aukefnaframleiðslutækni heldur áfram að þróast verður skilningur á vikmörkunum sem hægt er að ná með títanblendi sífellt mikilvægari fyrir verkfræðinga og hönnuði. Þessi bloggfærsla mun kanna ranghala þrívíddarprentunar títan málmblöndur, með áherslu á þolmörk, vélrænni eiginleika, kosti og hugsanlega notkun á læknisfræðilegu sviði.

Hvernig hefur þrívíddarprentun áhrif á vélræna eiginleika títan málmblöndur?

3D prentun, einnig þekkt sem aukefnaframleiðsla, hefur gjörbylt framleiðslu á flóknum títan ál íhlutum. Hins vegar getur ferlið haft veruleg áhrif á vélræna eiginleika efnisins, sem þarf að huga vel að þegar vikmörk eru ákvörðuð og hlutar hannaðir.

Lag-fyrir-lag eðli 3D prentunar getur leitt til anisotropy í prentuðu hlutunum, sem þýðir að vélrænni eiginleikar geta verið mismunandi eftir byggingarstefnu. Þessi anisotropy getur haft áhrif á þætti eins og togstyrk, flæðistyrk og lengingu. Til dæmis hafa rannsóknir sýnt að togstyrkur þrívíddarprentaðs Ti-3Al-6V, sem er algengt títan álfelgur, getur verið breytilegt um allt að 4% eftir byggingastefnu.

Örbygging þrívíddarprentaðra títan málmblöndur er einnig frábrugðin hefðbundnum framleiddum hlutum. Hröð upphitun og kæling á meðan á prentun stendur leiðir til einstakrar örbyggingar sem einkennist af fínum, ílangum kornum. Þessi örbygging getur leitt til aukins styrkleika en getur einnig dregið úr sveigjanleika samanborið við unnu títan málmblöndur.

Grop er annað áhyggjuefni í þrívíddarprentuðum títan málmblöndur. Þó að nútíma prenttækni hafi dregið verulega úr gropstigi, þá er einhver afgangur af gropi oft til staðar. Þetta getur haft áhrif á þreytu eiginleika efnisins og heildar vélrænni frammistöðu. Venjulega er porosity í vel bjartsýni 3D prentuð títan málmblöndur er minna en 1%, en það er mikilvægt að hafa þennan þátt í huga þegar vikmörk eru ákvörðuð og mikilvægir íhlutir eru hannaðir.

Hægt er að nota hitameðhöndlun og eftirvinnsluaðferðir til að breyta vélrænni eiginleikum þrívíddarprentaðra títan málmblöndur. Til dæmis getur heit isostatic pressing (HIP) dregið úr porosity og bætt þreytuvirkni. Álagslosandi hitameðferðir geta hjálpað til við að draga úr afgangsálagi sem myndast við prentunarferlið, sem er nauðsynlegt til að viðhalda víddarstöðugleika og ná þéttum vikmörkum.

Þegar hugað er að vikmörkum fyrir þrívíddarprentaðar títan málmblöndur er mikilvægt að hafa í huga að nákvæmni sem hægt er að ná er háð ýmsum þáttum, þar á meðal sértækri þrívíddarprentunartækni sem notuð er, rúmfræði hluta og eftirvinnslutækni. Almennt, nútíma málm 3D prentunarkerfi geta náð vikmörkum á bilinu ±3 til ±3 mm fyrir flesta eiginleika. Hins vegar getur verið hægt að ná þrengri vikmörkum fyrir sérstakar rúmfræði eða með síðari CNC vinnsluaðgerðum.

Hverjir eru kostir þess að nota títan málmblöndur í 3D prentun og CNC vinnslu?

Títan málmblöndur bjóða upp á fjölmarga kosti bæði í þrívíddarprentun og CNC vinnsluferlum, sem gerir þær að aðlaðandi vali fyrir ýmsar atvinnugreinar, þar á meðal flug-, bíla- og læknisfræði.

Einn helsti kosturinn við að nota títan málmblöndur í þrívíddarprentun er hæfileikinn til að búa til flóknar rúmfræði sem erfitt eða ómögulegt væri að framleiða með hefðbundnum aðferðum. Þetta hönnunarfrelsi gerir verkfræðingum kleift að hagræða hlutum til að draga úr þyngd og bæta frammistöðu. Til dæmis, í geimferðaiðnaðinum, geta þrívíddarprentaðir títaníhlutir leitt til verulegs þyngdarsparnaðar, sem þýðir bætt eldsneytisnýtni og minni útblástur.

Sambland af 3D prentun og CNC vinnslu, oft kölluð blendingsframleiðsla, býður upp á það besta af báðum heimum. Hægt er að nota þrívíddarprentun til að búa til hluta sem eru nánast í netformi, draga úr efnissóun og vinnslutíma. Síðari CNC vinnsla er síðan hægt að nota til að ná þéttum vikmörkum og betri yfirborðsáferð þar sem þess er þörf.

Títan málmblöndur'Hátt styrkleika-til-þyngdarhlutfall er annar mikilvægur kostur. Ti-6Al-4V, til dæmis, hefur sérstakan styrk (styrk-til-þyngdarhlutfall) sem er hærri en mörg stál og álblöndur. Þessi eiginleiki gerir títan málmblöndur tilvalin fyrir notkun þar sem þyngdarminnkun er mikilvæg, eins og í bíla- og fluggeiranum.

Frábær tæringarþol títan málmblöndur er annar lykilkostur. Þessi eign gerir þau hentug til notkunar í erfiðu umhverfi, þar á meðal sjávarnotkun og efnavinnsluiðnaði. Á læknisfræðilegu sviði gerir lífsamrýmanleiki og tæringarþol títan það að frábæru vali fyrir ígræðslur og skurðaðgerðartæki.

Þegar það kemur að CNC vinnslu, bjóða títan málmblöndur bæði áskoranir og tækifæri. Þó að títan sé þekkt fyrir að vera erfitt í vinnslu vegna lítillar hitaleiðni og mikils styrks, hafa háþróuð skurðarverkfæri og vinnsluaðferðir verið þróaðar til að sigrast á þessum áskorunum. Hæfni til að ná þröngum vikmörkum og framúrskarandi yfirborðsáferð með CNC vinnslu er viðbót við hönnunarfrelsið sem 3D prentun býður upp á.

Endurvinnanleiki títan málmblöndur í bæði þrívíddarprentun og CNC vinnsluferlum er annar kostur. Títanduft sem ekki er notað í þrívíddarprentunarferlinu er hægt að endurvinna og flís frá CNC vinnslu er hægt að endurvinna, sem stuðlar að sjálfbærari framleiðsluaðferðum.

Er hægt að nota þrívíddarprentaðar títan málmblöndur fyrir læknisfræðilega ígræðslu?

Notkun 3D prentuð títan málmblöndur fyrir læknisfræðilegar ígræðslur hefur náð umtalsverðum vinsældum á undanförnum árum, sem býður upp á nýja möguleika fyrir persónulega læknisfræði og flókna ígræðsluhönnun. Hins vegar, beiting þessarar tækni á læknisfræðilegu sviði krefst vandlegrar skoðunar á vikmörkum, efniseiginleikum og reglugerðarkröfum.

Þrívíddarprentun gerir kleift að búa til sjúklingasértæka ígræðslu byggða á læknisfræðilegum myndgreiningargögnum. Þessi aðlögun getur leitt til betri passa, bættrar beinsamþættingar og hugsanlega betri klínískra útkomu. Til dæmis hafa þrívíddarprentuð títan mænuígræðslur með gljúpum byggingum sýnt vænlegan árangur í að efla beininnvöxt og draga úr hættu á að vefjalyf losni.

Hæfni til að búa til stýrða grop í þrívíddarprentuðum títanígræðslum er verulegur kostur. Með því að hanna ígræðslur með gljúpri uppbyggingu sem líkir eftir eiginleikum náttúrulegs beins hefur vísindamönnum tekist að draga úr stífleikamisræmi milli vefjalyfsins og nærliggjandi beinvefs. Þetta getur hjálpað til við að koma í veg fyrir streituvörn, fyrirbæri þar sem vefjalyfið ber mest af álaginu, sem leiðir til beinupptöku í kringum vefjalyfið.

Þegar kemur að vikmörkum fyrir læknisfræðilega ígræðslu eru kröfurnar venjulega strangari en fyrir önnur forrit. Fyrir mikilvægar stærðir gætu allt að ±0.05 mm frávik verið nauðsynleg. Til að ná þessum vikmörkum þarf oft blöndu af nákvæmri þrívíddarprentun og eftirvinnslutækni, þar á meðal CNC vinnslu fyrir sérstaka eiginleika.

Grófleiki yfirborðs er annar mikilvægur þáttur fyrir læknisfræðilega ígræðslu. Þó að einhver grófleiki geti stuðlað að beinsamþættingu, getur of mikill grófleiki leitt til aukins slits og hugsanlegra fylgikvilla. Dæmigert yfirborðsgróft gildi fyrir þrívíddarprentað títanígræðslu á bilinu 3 til 1 μm Ra, allt eftir tiltekinni notkun og æskilegri líffræðilegri svörun.

Lífsamhæfi þrívíddarprentaðra títan málmblöndur er mikilvægt atriði fyrir læknisfræðilega ígræðslu. Víðtækar prófanir eru nauðsynlegar til að tryggja að þrívíddarprentunarferlið komi ekki með skaðleg mengun eða breyti eiginleikum efnisins á þann hátt sem gæti haft neikvæð áhrif á lífsamrýmanleika. Rannsóknir hafa sýnt að rétt unnin þrívíddarprentuð Ti-3Al-3V sýnir framúrskarandi lífsamhæfi, sambærilegt við hefðbundið framleidd títanígræðslur.

Samþykki eftirlitsaðila er veruleg hindrun fyrir þrívíddarprentuð títanígræðslu. Í Bandaríkjunum hefur FDA gefið út leiðbeiningar fyrir lækningatæki sem eru framleidd með aukefnum, þar sem lýst er viðbótarsjónarmiðum og prófunum sem krafist er fyrir þessar vörur. Þetta felur í sér ítarlega lýsingu á þrívíddarprentunarferlinu, staðfestingu á hreinsunar- og dauðhreinsunaraðferðum og alhliða vélrænni prófun til að tryggja að ígræðslan uppfylli öll nauðsynleg frammistöðuviðmið.

Þó að þrívíddarprentaðar títan málmblöndur lofi góðu fyrir læknisfræðilegar ígræðslur, þá er mikilvægt að hafa í huga að tæknin er enn að þróast. Enn er verið að safna langtíma klínískum gögnum um frammistöðu þessara ígræðslu og áframhaldandi rannsóknir beinast að því að fínstilla prentbreytur, eftirvinnslutækni og ígræðsluhönnun til að bæta árangur enn frekar.

Að lokum má segja að umburðarlyndi fyrir 3D prentun CNC títan álfelgur er flókið efni sem felur í sér íhugun á vélrænni eiginleikum, framleiðsluferlum og sérstökum umsóknarkröfum. Eftir því sem tæknin heldur áfram að þróast getum við búist við að sjá enn strangari vikmörk og víðtækari notkun fyrir þrívíddarprentaðar títan málmblöndur í ýmsum atvinnugreinum, þar á meðal flug-, bíla- og lækningasviðum. Samsetning hönnunarfrelsis þrívíddarprentunar og nákvæmni CNC-vinnslu býður upp á spennandi möguleika fyrir framtíðarframleiðslu með títaníum málmblöndur.

Hjá SHAANXI CXMET TECHNOLOGY CO., LTD, erum við stolt af víðtæku vöruúrvali okkar, sem kemur til móts við fjölbreyttar þarfir viðskiptavina. Fyrirtækið okkar er búið framúrskarandi framleiðslu- og vinnslugetu, sem tryggir hágæða og nákvæmni vöru okkar. Við erum staðráðin í nýsköpun og kappkostum stöðugt að þróa nýjar vörur og halda okkur í fremstu röð í iðnaði okkar. Með leiðandi tækniþróunargetu getum við aðlagast og þróast á markaði sem breytist hratt. Ennfremur bjóðum við upp á sérsniðnar lausnir til að mæta sérstökum kröfum viðskiptavina okkar. Ef þú hefur áhuga á vörum okkar eða vilt læra meira um flóknar upplýsingar um tilboð okkar skaltu ekki hika við að hafa samband við okkur á sales@cxmet.com. Lið okkar er alltaf tilbúið til að aðstoða þig.

Tilvísanir:

1. Liu, S. og Shin, YC (2019). Aukaframleiðsla á Ti6Al4V álfelgur: umsögn. Efni og hönnun, 164, 107552.

2. Wysocki, B., o.fl. (2019). Eftirvinnsla og líffræðilegt mat á títan vinnupallinum fyrir beinvefsverkfræði. Efni, 12(5), 667.

3. Tan, XP, o.fl. (2017). Þrívíddarprentun sem byggir á málmdufti á frumuvinnupöllum fyrir bæklunarígræðslu: Nýjustu endurskoðun á framleiðslu, staðfræðilegri hönnun, vélrænni eiginleikum og lífsamrýmanleika. Efnisvísindi og verkfræði: C, 3, 76-1328.

4. Wang, X., o.fl. (2016). Topological hönnun og aukefni framleiðsla á gljúpum málmum fyrir bein vinnupalla og bæklunarígræðslu: endurskoðun. Lífefni, 83, 127-141.

5. Sing, SL, o.fl. (2016). Laser- og rafeindageisladuftbeðsaukefnisframleiðsla á málmígræðslum: endurskoðun á ferlum, efni og hönnun. Journal of Orthopedic Research, 34(3), 369-385.

6. Murr, LE (2018). Aðferðir til að búa til lifandi, íblöndunarframleidd, opin frumumálm og málmblöndur ígræðslu með því að stuðla að beinsamþættingu, beinörvun og æðavæðingu: Yfirlit. Journal of Materials Science & Technology, 34(5), 771-781.

7. Vandenbroucke, B. og Kruth, JP (2007). Sértæk leysirbræðsla á lífsamhæfðum málmum fyrir hraða framleiðslu á lækningahlutum. Rapid Prototyping Journal, 13(4), 196-203.

8. Frazier, WE (2014). Framleiðsla á aukefna í málmi: endurskoðun. Journal of Materials Engineering and Performance, 23(6), 1917-1928.

9. FDA. (2017). Tæknilegar forsendur fyrir lækningatæki sem eru framleidd í viðbót - Leiðbeiningar fyrir starfsmenn iðnaðarins og matvæla- og lyfjaeftirlitsins.

10. Yavari, SA, o.fl. (2015). Þreytuhegðun gljúpra lífefna sem eru framleidd með sértækri leysibræðslu. Efnisfræði og verkfræði: C, 51, 323-330.