Eine neue Technologie, die eine Bedrohung für bestehende Produktionspraktiken darstellt. Soll die additive Fertigung jedoch flächendeckend eingesetzt werden, muss das Korrosionsverhalten von Bauteilen aus der additiven Fertigung berücksichtigt werden.
In den letzten Jahrzehnten gab es einen großen Einfluss auf die Verbesserung der Drucktechnologien, darunter extrem zuverlässige Laser, kostengünstige HPC-Hardware und -Software. Der Metall-3D-Druck hat in letzter Zeit im Vergleich zu anderen Herstellungsverfahren aufgrund seiner besonderen Vorteile bei der Herstellung von Metallprodukten Aufmerksamkeit erregt.
Nehmen wir als Beispiel Legierungen auf Titanbasis. Da Titan ein breites Spektrum industrieller Anwendungen für Hochleistungsteile mit hohen Verarbeitungskosten, langen Vorlaufzeiten für das Hartformen und die konventionelle Verarbeitung kombiniert, haben Titan und Titanlegierungen große Aufmerksamkeit in Bezug auf die additive Fertigungstechnologie auf sich gezogen. Unter den Titanlegierungen ist Ti6Al4V das am häufigsten verwendete Material für viele technische Teile und biomedizinische Implantate.
Das Material ist sehr biegsam und korrosionsbeständig. Diese Eigenschaften machen es hervorragend für den Einsatz in einer Vielzahl von Branchen. Die Verwendung von 3D-gedrucktem Titan bietet mehrere Vorteile.
Die Verwendung von Titan und 3D-gedruckten Komponenten in Luft- und Raumfahrtanwendungen hilft häufig, die Einkaufspreise zu senken. Der Zusammenhang zwischen dem Gewicht des ursprünglich gekauften Materials und dem Gewicht des Endprodukts ist ein Ausdruck, der aus der Luft- und Raumfahrtindustrie stammt.
In der normalen Produktion kann beispielsweise das Kauf-/Verkaufsverhältnis für Flugzeugkomponenten aus Titan zwischen 12:1 und 25:1 liegen. Dies deutet darauf hin, dass 12-25 kg Rohstoffe benötigt werden, um 1 kg Komponenten herzustellen. Bis zu 90 Prozent des Materials können in dieser Situation behandelt werden.
Der Metall-3D-Druck hat das Potenzial, das Titanverhältnis von 3:1 auf 12:1 zu senken. Dies liegt an der Tatsache, dass 3D-Metalldrucker oft nur die Materialmenge verwenden, die erforderlich ist, um das Objekt herzustellen und die Struktur mit minimalem Abfall zu erhalten. Es ist wichtiger, die Beschaffungskosten zu senken, als sie für teure Materialien wie Titan zu sparen.
Aufgrund der Topologieoptimierung kann das additive Drucken auch die Leichtbaueigenschaften von Titan verbessern. Ingenieure verwenden Topologieoptimierungssoftware, um Kriterien wie Belastungs- und Steifigkeitsbegrenzungen bereitzustellen, und ermöglichen dann den Softwaretools, das ursprüngliche Design zu optimieren, um diese Spezifikationen zu erfüllen.
Diese Optimierung ermöglicht es Ihnen, alle Fremdmaterialien aus dem Design zu entfernen, was zu einer leichten und dennoch stabilen Komponente führt. Topologieoptimierte Designs können typischerweise nur mit additiven Fertigungstechnologien erstellt werden.
Dieser Vorteil ist besonders wertvoll in der Luft- und Raumfahrt, wo leichte 3D-gedruckte Titankomponenten Gewicht sparen und die Flugzeugleistung steigern können. Trotz der zahlreichen Vorteile des Titan-3D-Drucks sind einige Nachteile zu berücksichtigen.
1. Die erste ist die Forderung nach der Entwicklung von Standards für die Verwendung von Titan unter Verwendung der additiven Technologie. Einige Unternehmen haben bereits begonnen, Maßnahmen in diese Richtung zu ergreifen.
2. Die hohen Kosten von Titanpulver sind das zweite Hindernis. Titanpulver, das zum Beispiel für den 3D-Druck entwickelt wurde, kostet zwischen 300 und 600 US-Dollar. Der Titan-3D-Druck erfreut sich in der Luft- und Raumfahrt-, Pharma- und Automobilindustrie wachsender Beliebtheit.
Der Hauptgrund ist die bessere Leistung von Titan, kombiniert mit der Fähigkeit, Verschwendung beim 3D-Druck zu vermeiden und gleichzeitig komplizierte und leichte Formen zu erzeugen.
Der Titan-3D-Druck wird in Zukunft zu einer attraktiven Produktionsoption für eine Vielzahl von Branchen, da die Kosten für Titan sinken und zusätzliche Verwendungsmöglichkeiten identifiziert werden.
