እውቀት

ከበርካታ የብረት እቃዎች መካከል, የታይታኒየም ቅይጥ ያለ ጥርጥር "ከፍተኛ ዋጋ" ተመሳሳይነት ያለው ነው. ከፍተኛ ጥንካሬን ከቀላል ክብደት ባህሪያት ጋር ያጣምራል, ከአረብ ብረት ጋር ቅርበት ያለው ጥንካሬ ግን 40% ያህል ክብደት ይቀንሳል. በተጨማሪም የታይታኒየም ቅይጥ እጅግ በጣም ጥሩ የዝገት መቋቋም እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቋቋም ስላለው እንደ ኤሮስፔስ፣ የህክምና እንክብካቤ እና አውቶሞቢል ባሉ መስኮች በስፋት ጥቅም ላይ ውሏል። ይሁን እንጂ, ይህ ብረት ደግሞ ድክመቶች አሉት, ማለትም, ከፍተኛ ሂደት አስቸጋሪ. በደካማ የሙቀት መቆጣጠሪያው ምክንያት, ባህላዊ የመቁረጥ ሂደቶች በቀላሉ ከመጠን በላይ ሙቀትን ሊያስከትሉ አልፎ ተርፎም በመቁረጫ መሳሪያዎች ላይ ጉዳት ሊያደርሱ ይችላሉ, ይህም ዝቅተኛ የማቀነባበሪያ ቅልጥፍና እና ከፍተኛ የቁሳቁስ ብክነትን ያስከትላል. ለዚህም ነው 3-ል ማተም በጣም ጥሩ የማቀነባበሪያ ዘዴ ተደርጎ የሚወሰደው.

 

ዛሬ ስለ ቲታኒየም ቅይጥ እንነጋገር. የእሱ የተለመዱ ዓይነቶች ምንድ ናቸው? የትኞቹ የ3-ል ማተሚያ ሂደቶች ለእሱ ተስማሚ ናቸው? እና በየትኛው የትግበራ መስኮች የበሰለ ትግበራን አግኝቷል? በመቀጠል የመርጃ ቤተ-መጽሐፍት በ 3D ህትመት ውስጥ በታይታኒየም ቅይጥ "ሙሉ የሕይወት ዑደት" ውስጥ ደረጃ በደረጃ ይመራዎታል.

 

I. የቲታኒየም ብረት የቁሳቁስ ባህሪያት

ቲታኒየም ጠንካራ፣ አንጸባራቂ፣ ብርማ-ነጭ ብረት ሲሆን ከቲ ምልክት እና አቶሚክ ቁጥር 22 ጋር። በኢንዱስትሪ ደረጃ ስፖንጅ ቲታኒየም በብዛት የሚገኘው ቲታኒየም ቴትራክሎራይድ ከ ማግኒዚየም ጋር በከፍተኛ ሙቀት በመቀነስ ሲሆን ከዚያም የታይታኒየም ኢንጎት በኤሌክትሪክ ቅስት ማቅለጥ ይመረታል።

የታይታኒየም ቁሳቁስ ባህሪያት ሁለቱንም ቀላል ክብደት እና ከፍተኛ ጥንካሬ የሚጠይቁ ክፍሎችን ለማምረት በጣም ተስማሚ ያደርገዋል. ይህ በአውሮፕላኖች አወቃቀሮች እና በሕክምና ተከላዎች ውስጥ ትልቅ ዋጋ አለው. በተጨማሪም ቲታኒየም በባህር ውሃ፣ በአሲድ፣ በመሠረት እና በተለያዩ የኬሚካል ዝገት አካባቢዎች ውስጥ የተረጋጋ ሲሆን እስከ 600 በሚደርስ የሙቀት መጠን ጥሩ አፈጻጸምን ይይዛል።°C.

 

II. የተለመዱ የቲታኒየም ቅይጥ ዓይነቶች

ቲታኒየም በተለምዶ በንጹህ መልክ በ 3D ህትመት ውስጥ ጥቅም ላይ አይውልም ፣ ይልቁንም የአፈፃፀም መስፈርቶችን ለማሟላት በተለያዩ ቅይጥ ጥንቅሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። በብዛት ጥቅም ላይ የዋለው Ti-6Al-4V, TC4 titanium alloy በመባልም ይታወቃል. ይህ ቁሳቁስ ከቲታኒየም, ከአሉሚኒየም እና ከቫናዲየም የተዋቀረ ነው, እና እጅግ በጣም ጥሩ ጥንካሬ, ሙቀት መቋቋም እና የዝገት መከላከያ አለው. ከነሱ መካከል 5ኛ ክፍል ቲታኒየም ቅይጥ በአሁኑ ጊዜ በአየር እና በኢንዱስትሪ መስኮች "ዋና ቅይጥ" ነው.

 

በሕክምናው መስክ 23ኛ ክፍል (በተጨማሪም የቲ-6አል-4 ቪ ስርዓት) በሰፊው ተቀባይነት አግኝቷል። ከ 5 ኛ ክፍል ጋር ሲነፃፀር ከፍተኛ ንፅህና, ዝቅተኛ የንጽህና ይዘት, የተሻለ ባዮኬሚካላዊነት ያለው እና ከሰው አካል ጋር ለረጅም ጊዜ ግንኙነት ላላቸው ምርቶች ተስማሚ ነው, ለምሳሌ ፕሮቲሲስ እና ተከላ.

 

በተጨማሪም, ትኩረት ሊሰጣቸው የሚገቡ አንዳንድ ልዩ የቲታኒየም ውህዶች አሉ. ለምሳሌ፣ ቤታ 21ኤስ፣ አ β-የታይታኒየም ቅይጥ, ግሩም oxidation የመቋቋም እና ከፍተኛ-ሙቀት ጥንካሬ የሚኩራራ, እና ብዙውን ጊዜ እንደ አውሮፕላን ሞተር እንደ ከፍተኛ ሙቀት አካባቢዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል; TA15 (Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V), ከፍተኛ የአሉሚኒየም ይዘት ያለው, ከቲ-6አል-4V የበለጠ ጥንካሬ ያለው እና በአውሮፕላኖች መዋቅራዊ ክፍሎች ውስጥ በስፋት ይተገበራል; የንግድ ንፁህ ቲታኒየም (ሲፒ-ቲ) በጥሩ ባዮኬሚካላዊነቱ ምክንያት ጥንካሬ መስፈርቶች በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ ለሆኑ ነገር ግን ባዮኬሚካላዊነት በጣም የሚፈለግባቸው ለሕክምና እና ለጥርስ ሕክምና መስኮች ተስማሚ ነው።

 

III. ተስማሚ የህትመት ሂደቶች ምንድ ናቸው?

በ 3 ዲ ማተሚያ ውስጥ, የታይታኒየም እቃዎች በዱቄት ወይም በሽቦ መልክ ሊሆኑ ይችላሉ, እና ልዩ ምርጫው ጥቅም ላይ በሚውለው የህትመት ሂደት ላይ የተመሰረተ ነው. በአሁኑ ጊዜ ዋናው የታይታኒየም ቅይጥ ተጨማሪ ማምረቻ ቴክኖሎጂዎች በዋነኛነት ሶስት ዓይነቶችን ያካትታሉ፡ Selective Laser Melting (SLM)፣ Electron Beam Melting (EBM) እና Directed Energy Deposition (DED)።

 

 

በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው ቲታኒየም alloy 3D የማተሚያ ቴክኖሎጂ SLM (Selective Laser Melting) ሲሆን LPBF (Laser Powder Bed Fusion) በመባልም ይታወቃል፣ እሱም በመሠረቱ ተመሳሳይ ሂደት ነው። ከፍተኛ ትክክለኛነትን እና ጥሩ እፍጋትን በማሳየት የታይታኒየም ዱቄት ንብርብሩን በሌዘር ይቀልጣል እና በተለይም ውስብስብ መዋቅር ያላቸውን ትናንሽ ወይም መካከለኛ መጠን ያላቸውን ክፍሎች ለማተም ተስማሚ ነው። በኤሮስፔስ እና በህክምና መስኮች ኤስ.ኤም.ኤል በስፋት የሚተገበር ዋና ቴክኖሎጂ ነው።

ለቲታኒየም ቅይጥ ማተሚያ ሌላው የተለመደ ዘዴ ኤሌክትሮን ቢም ማቅለጫ (ኢቢኤም) ነው. በመሠረታዊ መርህ ከ SLM ጋር ተመሳሳይ ነው, ነገር ግን የኤሌክትሮን ጨረር እንደ ሙቀት ምንጭ ይጠቀማል እና በቫኩም አከባቢ ውስጥ ማተምን ያከናውናል. ኢቢኤም የበለጠ ቀልጣፋ፣ ለትላልቅ አወቃቀሮች ተስማሚ፣ ፈጣን የመፍጠር ፍጥነት እና ዝቅተኛ ቀሪ ጭንቀት ያለው እና ብዙ ጊዜ ለተበጁት ተከላዎች ያገለግላል።

በተጨማሪም፣ የዳይሬክት ኢነርጂ ማስቀመጫ (ዲኢዲ) ሂደት ለቲታኒየም ቁሶች በተለይም እንደ ትልቅ አካል መጠገኛ እና የሻጋታ ብየዳ ባሉ ሁኔታዎች ውስጥ በተደጋጋሚ ጥቅም ላይ ይውላል። የታይታኒየም ሽቦ ወይም ዱቄት በሌዘር ወይም በኤሌክትሮን ጨረር በሚሞቀው አፍንጫ ውስጥ ወደ ቀለጠው ገንዳ ውስጥ ይመገባል ፣ እዚያም ይቀልጣል እና በአንድ ጊዜ ይቀመጣል። ምንም እንኳን ትክክለኛነቱ እንደ SLM ከፍ ያለ ባይሆንም በድምፅ እና በቅልጥፍና ረገድ ግልጽ ጠቀሜታዎች አሉት።

ከቅርብ ዓመታት ወዲህ አንዳንድ ኢንተርፕራይዞች ለቢንደር ጄት ማተሚያ የታይታኒየም ዱቄትን በመጠቀም ሙከራ ማድረግ ጀምረዋል, ነገር ግን ይህ ቴክኖሎጂ አሁንም በምርምር እና በማረጋገጫ ደረጃ ላይ ነው እና ገና መጠነ ሰፊ የንግድ አተገባበር አላገኘም.

 

IV. ቲታኒየም alloys በማተም ላይ ያሉ ተግዳሮቶች

ምንም እንኳን ቲታኒየም በ 3D ህትመት ውስጥ እየጨመረ ቢመጣም, "ቀላል" የቴክኖሎጂ መስመር አይደለም.

የመጀመሪያው ጉዳይ ወጪ ነው. የቲታኒየም ዱቄት ዋጋ ቀድሞውኑ ከፍተኛ ነው, እና የማተም ሂደቱ ለአካባቢ ቁጥጥር, ለኃይል ጥንካሬ እና ለህትመት መለኪያዎች እጅግ በጣም ከፍተኛ መስፈርቶች አሉት. መሳሪያዎቹም ከፍተኛ ደረጃ ያላቸው ሞዴሎች ናቸው, እና ውስብስብ የድህረ-ሂደት ሂደቶች አጠቃላይ የማምረቻ ዋጋን የበለጠ ይጨምራሉ, ይህም ከተለመደው ብረቶች የበለጠ ከፍ ያለ ነው.

 

በሁለተኛ ደረጃ, የቁሳቁስ ስርዓቱ በአንጻራዊነት ተዘግቷል. በአሁኑ ጊዜ ለ 3 ዲ ህትመት በእውነት ተስማሚ የሆኑ ብዙ የታይታኒየም ውህዶች የሉም። አብዛኛዎቹ አሁንም በቲ-6አል-4 ቪ ዙሪያ ያተኮሩ ናቸው። ሌሎች ቅይጥ ስርዓቶች ከፍተኛ ወጪ አላቸው ወይም አፈጻጸማቸው ገና አልተረጋገጠም።

ሌላው ችላ ሊባል የማይችለው ነገር ድህረ-ሂደት ነው. የታይታኒየም ክፍሎቹ ከታተሙ በኋላ ትክክለኛውን የአጠቃቀም ደረጃዎች ከማሟላትዎ በፊት ብዙ ጊዜ እንደ ሙቅ አይስታቲክ ፕሬስ፣ ሙቀት ሕክምና፣ የድጋፍ ማስወገጃ እና የገጽታ ማፅዳትን የመሳሰሉ ብዙ ደረጃዎችን ማለፍ አለባቸው። እነዚህ ሂደቶች የጊዜ ወጪን ብቻ ሳይሆን የጠቅላላውን የኢንዱስትሪ ሰንሰለት ብስለት ይሞክራሉ.

 

V. የመተግበሪያ ሁኔታዎችን ቀጣይነት ያለው መስፋፋት።

ቲታኒየም alloy 3D ህትመት በበርካታ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ተተግብሯል, ኤሮስፔስ በጣም በሳል ነው.

 

ለጥንካሬ እና የሙቀት መጠን በጣም ከፍተኛ ፍላጎት ያላቸው አካላት እንደ ሞተር መጫኛዎች ፣ ተርባይኖች እና የግንኙነት መዋቅሮች ያሉ ቀስ በቀስ በ3D ህትመት እየተመረቱ ነው። አንዳንድ ኢንተርፕራይዞችም የፊውሌጅ መዋቅሮችን የተቀናጀ ህትመት የመፍጠር እድልን በማሰስ ላይ ናቸው።

 

የሕክምናው መስክ ለቲታኒየም ህትመት አስፈላጊ የጦር ሜዳ ነው. በታካሚዎች ሲቲ መረጃ ላይ የተመሰረተ ብጁ የመትከል ህትመት በበርካታ ንዑስ ገበያዎች እንደ አከርካሪ፣ ክራኒዮ-ማክሲሎፋሻል እና የጥርስ ህክምና ብስለት ያለው ልምምድ ሆኗል። ከተለምዷዊ ዘዴዎች ጋር ሲነጻጸር, 3D ህትመት የመትከልን ሁኔታ በእጅጉ ያሻሽላል, የቀዶ ጥገና ጊዜን ያሳጥራል እና ጥሩ ክሊኒካዊ ግብረመልስ አግኝቷል.

 

በአውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ ውስጥ፣ በኤሌክትሪፊኬሽን እና በክብደት መቀነስ አዝማሚያዎች፣ አንዳንድ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ሞዴሎች የታይታኒየም ህትመትን በጭስ ማውጫ ስርዓቶች፣ በተንጠለጠሉ ክፍሎች እና ሌላው ቀርቶ የሻሲው መዋቅር ክፍሎችን ለመተግበር ሞክረዋል። ነገር ግን በከፍተኛ ወጪ ምክንያት በአሁኑ ጊዜ በዋናነት በፅንሰ-ሀሳብ መኪናዎች፣ በእሽቅድምድም መኪኖች እና በከፍተኛ ደረጃ ብጁ ተሽከርካሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

 

የቲታኒየም ቅይጥ አፕሊኬሽን በ 3C መስክ በዋናነት የሚያተኩረው ከፍተኛ ደረጃ ባላቸው መዋቅራዊ እና ውበት ክፍሎች ላይ ነው እንደ የሞባይል ስልኮች ፍሬም ፣ የስማርት ሰዓቶች ዛጎሎች እና የሚታጠፉ ስልኮች። የታይታኒየም ቅይጥ እንደ ቀላል እና ከፍተኛ ጥንካሬ ፣ ዝገት-ተከላካይ እና ጥሩ ስሜት ያለው ፣ ይህም የምርቶችን ጥራት እና ዘላቂነት በእጅጉ ሊያሳድግ የሚችል ጥቅሞች አሉት።

 

በተጨማሪም የታይታኒየም 3-ል ህትመት ቀስ በቀስ ወደ ኢንዱስትሪያዊ ማምረቻ መስክ ዘልቆ እየገባ ነው, እንደ ብጁ እቃዎች, የሻጋታ ጥገና, የአቪዬሽን ጥገና እና ሌሎች ልዩ ሁኔታዎች. መዋቅራዊ ተለዋዋጭነቱ እና የቁሳቁስ ባህሪያቱ ባህላዊ ሂደቶችን በአንዳንድ ቁልፍ ቦታዎች ለመተካት ያስችላል።

 

በማጠቃለል

የታይታኒየም ቁሳቁሶች በጣም ጥሩ የአፈፃፀም ጥቅሞች አሏቸው ፣ እና በ 3-ል ህትመት ውስጥ የመተግበሪያቸው ዋጋ ቀስ በቀስ እየወጣ ነው። ምንም እንኳን ከፍተኛ ወጪ እና ጥብቅ የማቀነባበሪያ መስፈርቶች ቢኖራቸውም, ቀላል ክብደት, ዝገት ተከላካይ እና ከፍተኛ ጥንካሬ ለሚያስፈልጋቸው መዋቅራዊ ክፍሎች, ቲታኒየም እና ውህዶች የማይተኩ የቁሳቁስ አማራጮች ይቀራሉ.

ለወደፊቱ, በመሳሪያዎች ታዋቂነት, የቁሳቁስ ወጪዎች ቀስ በቀስ ማሽቆልቆል, እና የሂደቱ ሰንሰለት ቀጣይነት ያለው መሻሻል, የታይታኒየም ቅይጥ 3D ህትመት በየጊዜው አዲስ የመተግበሪያ ድንበሮችን ይከፍታል.