การพิมพ์โลหะ 3D เปลี่ยนแปลงการผลิตในหลายสาขาอุตสาหกรรม ทิตาเนียมและเหล็กผสมอลูมิเนียมเป็นบางส่วนของวัสดุที่สําคัญที่สุดที่ใช้ในสาขานี้และการใช้ทางการแพทย์บทความนี้ดูไทเทเนียมและอลูมิเนียมสําหรับการพิมพ์ 3 มิติ และแสดงจุดดี, ปัญหา, และการใช้หลักของพวกเขา
ไทเทเนียมสําหรับการพิมพ์ 3 มิติ
ข้อ ดี เกี่ยว กับ สาย ทิตาเนียม
ทิตาเนียมมีความแข็งแรงสูง น้ําหนักน้อย และไม่สนิมง่าย คุณสมบัติเหล่านี้ทําให้มันมีประโยชน์มากในอุตสาหกรรมที่ยากลําบาก
- น้ําหนักเบา:ไทเทเนียมมีน้ําหนักประมาณครึ่งหนึ่งของเหล็กไร้ขัด ดังนั้นมันจึงเป็นสิ่งที่ดีสําหรับสิ่งที่จําเป็นต้องเบา
- ความแข็งแรงสูง:สายเหล็กไทเทเนียมแข็งแรงเหมือนเหล็ก แต่น้ําหนักน้อยกว่า
- ไม่สนิมไทเทเนียมยังคงดี แม้แต่ในสถานที่ที่รุนแรง เช่นกรดและน้ําเกลือ
- ปลอดภัยต่อร่างกาย:มันสามารถใช้ได้อย่างปลอดภัย สําหรับชิ้นส่วนทางการแพทย์ เช่นข้อปลอม และการปลูกฟัน
ปัญหาของไทเทเนียมในการพิมพ์ 3 มิติ
- ราคาสูงวัสดุและแรงงานของไทเทเนียม ราคาแพงกว่าโลหะอื่นๆ
- พิมพ์ยาก:ทิตาเนียมต้องการการควบคุมอย่างละเอียดในการพิมพ์ ดังนั้นมันต้องการเครื่องจักรที่ดีและคนงานที่มีความชํานาญ
ประเภทของไทเทเนียมทั่วไปสําหรับการพิมพ์ 3 มิติ
- Ti6Al-4V (เกรด 5)นี่คือผสมไทเทเนียมที่ใช้กันมากที่สุด มันแข็งแรงและทนทานนาน มันมักถูกใช้ในเครื่องบินและชิ้นส่วนทางการแพทย์
- Ti6Al-4V (ชั้น 23):มันเหมือนกับเกรด 5 แต่มันใช้เป็นส่วนใหญ่ในเรื่องการแพทย์ เพราะมันปลอดภัยมากในร่างกาย
- Ti Beta 21S:มันแข็งแกร่งกว่าผสมไทเทเนียมธรรมดา และไม่แตกง่ายเท่ากัน ใช้สําหรับส่วนกระดูกและส่วนเครื่องบิน
- Cp-Ti (เกรด 1 และ 2):นี่คือไทเทเนียมบริสุทธิ์ ใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์และโรงงาน ที่มันไม่ต้องเกิดสนิม
- TA15:นี่คือไทเทเนียมที่แข็งแกร่งมาก ใช้ในเครื่องบินและเครื่องยนต์ เพราะมันยังคงดี แม้กระทั่งเมื่อมันร้อนมาก
การใช้งานของเครื่องพิมพ์ไทเทเนียม 3 มิติ
- เครื่องบิน:ปีกเครื่องยนต์, กรอบ, และส่วนรองรับ
- การแพทย์:ส่วนกระดูกและส่วนฟันพิเศษ
- รถ:ชิ้นส่วนสําหรับรถเร็ว ที่ต้องแข็งแรง แต่เบา
อลูมิเนียมสําหรับการพิมพ์ 3 มิติ
ข้อ ดี ๆ เกี่ยว กับ สับสนอง อลูมิเนียม
คนใช้อะลูมิเนียมมากในการพิมพ์ 3 มิติเพราะมันเบา แข็งแรง และใช้ความร้อนได้ดี
- น้ําหนักเบา:อลูมิเนียมมีน้ําหนักน้อยกว่าเหล็ก ดังนั้นมันจึงเหมาะสําหรับสิ่งที่ต้องการความเบา
- ความแข็งแรงที่ดีสําหรับน้ําหนักของมัน:อัลลูมิเนียมบางส่วนแข็งแรงเหมือนเหล็กบางส่วน
- ดีกับฮิต:อลูมิเนียมถูกใช้ในเครื่องระบายความร้อน และกล่องสําหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่ความร้อนต้องเคลื่อนออกไป
- ใช้ วัสดุ ได้ อย่าง ดีการพิมพ์ 3 มิติ เพิ่มวัสดุไปนิดๆ นิดๆ ดังนั้นจึงมีขยะน้อยลง
ปัญหาของอะลูมิเนียมในการพิมพ์ 3 มิติ
- ตอบสนองง่าย:ผสมอะลูมิเนียมสามารถผสมกับออกซิเจนในระหว่างการพิมพ์ ดังนั้นมันอาจทําให้การพิมพ์ดูไม่ดี
- ต้องการงานเสริมหลังการพิมพ์ ส่วนอะลูมิเนียมมักต้องรับการรักษาด้วยความร้อน และการทํางานด้วยเครื่องจักร เพื่อทําให้มันดีขึ้น
ประเภทอลูมิเนียมทั่วไปสําหรับการพิมพ์ 3 มิติ
- AlSi10Mg:การ สร้าง เครื่อง ยนต์
- อัล2139:นี่คืออะลูมิเนียมที่แข็งแรงมาก ใช้ในเครื่องบินและรถยนต์ กองทัพอากาศสหรัฐอเมริกา และเออร์บัสใช้มัน
- AL 7000 ซีรีย์:มันมีชื่อเสียงว่าแข็งแรงและทนนาน ใช้ในเครื่องบินและรถยนต์
- Al 6061 และ Al 7075:6061 ใช้สําหรับหลายอย่าง แต่ 7075 แข็งแกร่งกว่า และใช้ในสิ่งที่ต้องทํางานได้ดี
- A2011:นี่คืออลูมิเนียมผสมกับทองแดง มันแข็งแรง และใช้ในการเคลื่อนย้ายของ
การใช้งานของเครื่องพิมพ์ 3 มิติอลูมิเนียม
- เครื่องบิน:ส่วนเบาๆ ที่ถือสิ่งต่างๆ และส่วนของเครื่องยนต์
- รถ:พิสตันแข็งแรง กล่องเกียร์ และส่วนที่ช่วยให้รถเคลื่อนไหว
- อิเล็กทรอนิกส์:ส่วนที่ช่วยให้ความร้อนเคลื่อนออกไป และกล่อง
ไทเทเนียม VS อลูมิเนียม: การ เปรียบเทียบ
| ลักษณะ | ไทเทเนียม | อลูมิเนียม |
| น้ําหนัก | ไม่หนักเท่าเหล็ก แต่หนักกว่าอลูมิเนียม | น้ําหนักเบา |
| ความแข็งแรง | แข็งแรงกว่าอะลูมิเนียม และแข็งแรงเหมือนเหล็ก | แข็งแรงเพราะมันเบา |
| ความทนทานต่อการกัดกร่อน | ดีมาก มันยังคงดี แม้แต่ในสถานที่ที่ไม่ดี | ดี แต่ต่ํากว่าไทเทเนียม |
| ความสามารถในการนําความร้อน | โอเค | ดีมาก |
| ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ | ปลอดภัยมาก เหมาะสําหรับชิ้นส่วนทางการแพทย์ | ไม่ปลอดภัย ไม่ใช้ในส่วนส่วนทางการแพทย์ |
| ค่าใช้จ่าย | ราคาแพง | ค่าใช้จ่ายน้อยลง |
| การ พิมพ์ ง่าย | ต้องการเครื่องจักรที่ดีมาก | พิมพ์ง่ายกว่าไทเทเนียม |
วิธีการทําไทเทเนียมและอลูมิเนียมที่พิมพ์ 3 มิติ
คนใช้ไทเทเนียมและอลูมิเนียมเป็นผงสําหรับการพิมพ์ 3 มิติ จากนั้นวิธีหลักในการผลิตผงคือ
- การผลิตพลาสมา:พลาสมาที่ร้อนมากละลายโลหะเป็นผงกลมเล็กๆ
- การผลิตก๊าซ:โลหะร้อนถูกหักเป็นชิ้นเล็ก ๆ โดยก๊าซ (อาร์กอนหรือเฮลียูม)
สําหรับการพิมพ์ 3D ที่ไม่ตรงผงโลหะต้องการเครื่องทําความร้อนหลังการพิมพ์ นั่นหมายความว่าต้องทําความร้อนชิ้นส่วนจนมันเกือบละลาย เพื่อทําให้มันแข็งแรง
วิธีสเปรย์เย็น
การ พ่น หนาว เป็น อีก วิธี หนึ่ง ที่ ขาว โลหะ ติด กับ สิ่ง ใด ๆ โดย ไม่ ไหล มัน ทํา ให้ โลหะ ไม่ เปลี่ยน รูปร่าง จาก ความ ร้อน และ ไม่ จําเป็น ต้อง มี อากาศ พิเศษ ล้อมรอบ
วิธีที่อุตสาหกรรมใช้ไทเทเนียมและอลูมิเนียมในการพิมพ์ 3 มิติ
อุตสาหกรรมเครื่องบิน
- ทิตาเนียม:ใช้ในส่วนเครื่องบิน เช่น เครื่องยนต์เจ็ต บอยเอิง ใช้การพิมพ์ไทเทเนียม 3D สําหรับส่วนใน 787 ดรีมไลเนอร์ เพื่อประหยัดเงินและวัสดุ
- อลูมิเนียม:บอยงกําลังพยายามการพิมพ์ 3D อลูมิเนียมใช้อลูมิเนียมพิเศษที่ไม่แตกมาก ทําให้เครื่องบินใช้น้ํามันน้อยและน้ําหนักน้อย
อุตสาหกรรมรถยนต์
- ทิตาเนียม:ใช้ในชิ้นส่วนรถแข่ง ที่ต้องแข็งแรงและทนนาน
- อลูมิเนียม:ใช้มากในการผลิตรถ โปร์ช 3D พิมพ์พิสตันอลูมิเนียมแข็งแรงสําหรับ GT2 RS เพื่อทําให้มันทํางานได้ดีขึ้น
อุตสาหกรรมการแพทย์
- ทิตาเนียม:ที่ดีที่สุดสําหรับชิ้นส่วนทางการแพทย์ เพราะมันปลอดภัยในร่างกาย แข็งแรง และไม่สนิม
- อลูมิเนียม:ไม่ค่อยใช้ในทางการแพทย์ เพราะมันไม่ปลอดภัยในร่างกาย
ปลาย: โลหะไหนดีสําหรับการพิมพ์ 3D?
เลือกไทเทเนียมหรืออลูมิเนียม ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณต้องการ:
- ใช้ไทเทเนียมเมื่อคุณต้องการอะไรที่แข็งแกร่ง ที่จะไม่เกิดสนิม และปลอดภัยในร่างกาย มันดีสําหรับเครื่องบิน สิ่งแพทย์ และส่วนที่จําเป็นต้องทํางานได้ดี
- ใช้อะลูมิเนียมเมื่อคุณต้องการอะไรที่เบา ราคาถูก และใช้ความร้อนได้ดี มันดีสําหรับรถยนต์ เครื่องบิน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ทั้งสองโลหะจะดีสําหรับการพิมพ์ 3 มิติในอนาคต เนื่องจากวิธีใหม่ทําให้มันง่ายและดีขึ้นในการใช้ในโรงงาน