टाइटेनियम मिश्र धातु के लिए एसएलएम (सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग) 3डी प्रिंटिंग तकनीक का विश्लेषण - ब्लॉग

टाइटेनियम मिश्र धातुसेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग (एसएलएम) मेटल पाउडर बेड फ्यूजन (पीबीएफ) एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग में मुख्यधारा की मुख्य तकनीक है, और यह वर्तमान में जटिल टाइटेनियम मिश्र धातु घटकों के उत्पादन के लिए सबसे परिपक्व और व्यापक रूप से औद्योगिकीकृत 3डी प्रिंटिंग तकनीक है। ऊष्मा स्रोत के रूप में एक उच्च{2}ऊर्जा फाइबर लेजर का उपयोग करते हुए, यह प्रक्रिया चुनिंदा रूप से जमा किए गए गोलाकार टाइटेनियम मिश्र धातु पाउडर को परत-दर-परत पिघलाती है, जिससे सीधे जटिल धातु भागों का निर्माण होता है जो लगभग पूरी तरह से घने होते हैं और पारंपरिक जाली घटकों के बराबर या उससे भी बेहतर यांत्रिक गुण रखते हैं। यह पारंपरिक टाइटेनियम मिश्र धातु प्रसंस्करण (फोर्जिंग और मशीनिंग) से जुड़े उद्योग के दर्द बिंदुओं को प्रभावी ढंग से संबोधित करता है, जैसे उच्च विनिर्माण कठिनाई, कम सामग्री उपयोग और जटिल संरचनाओं का उत्पादन करने में असमर्थता।

टाइटेनियम मिश्रधातुओं के साथ काम करना अत्यंत कठिन है: गलनांक 1,600 डिग्री से अधिक, उच्च कठोरता और तापीय चालकता कार्बन स्टील के केवल पांचवें हिस्से के साथ, पारंपरिक फोर्जिंग और मशीनिंग न केवल जटिल संरचनाओं का उत्पादन करने में विफल रहती है, बल्कि इसके परिणामस्वरूप सामग्री का उपयोग भी बहुत कम होता है, आम तौर पर केवल 5% से 15%। इसका मतलब यह है कि 90% महंगी टाइटेनियम मिश्र धातु स्क्रैप के रूप में समाप्त हो जाती है, जिससे लागत आसमान छू जाती है।

क्या उत्पाद के प्रदर्शन विनिर्देश वास्तव में बराबर हैं? बहुत से लोगों की यह पूर्वकल्पित धारणा है कि 3डी -मुद्रित हिस्से "सभी दिखावटी हैं और कोई सार नहीं हैं," लेकिन टाइटेनियम मिश्र धातु एसएलएम ने इस पूर्वाग्रह को पूरी तरह से तोड़ दिया है। SLM निर्मित हिस्से 10⁶ K/s तक की उच्च दर पर ठंडे हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक माइक्रोस्ट्रक्चर बनता है जो पारंपरिक जाली भागों की तुलना में कहीं अधिक सघन होता है और स्वाभाविक रूप से उच्च शक्ति प्रदान करता है। एक उदाहरण के रूप में उद्योग में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले TC4 टाइटेनियम मिश्र धातु {{7} को लें: पारंपरिक जाली और एनील्ड भागों में 895-930 एमपीए की तन्य शक्ति और 10% -15% की बढ़ाव होती है; इसके विपरीत, गर्म आइसोस्टैटिक दबाव (एचआईपी) के साथ इलाज किए गए एसएलएम टाइटेनियम मिश्र धातु भागों में 950-1,100 एमपीए की तन्य शक्ति और 15% -20% की बढ़ाव प्राप्त होती है, जिसका घनत्व 99.9% से अधिक होता है। न केवल वे फोर्जिंग मानकों को पूरी तरह से पूरा करते हैं, बल्कि वे कुछ गुणों में उनसे आगे निकल जाते हैं, और विभिन्न अभिविन्यासों में प्रदर्शन भिन्नताएं लगभग समाप्त हो जाती हैं, जिससे वे एयरोस्पेस और चिकित्सा उद्योगों की चरम सेवा आवश्यकताओं को पूरा करने में पूरी तरह सक्षम हो जाते हैं। वर्तमान में, एसएलएम तकनीक प्रयोगशाला सत्यापन से आगे बढ़ गई है और पूरी तरह से बड़े पैमाने पर औद्योगिक तैनाती और नैदानिक अनुप्रयोग के चरण में प्रवेश कर चुकी है। इसके सभी मुख्य अनुप्रयोग उच्च-स्तरीय विनिर्माण में "सबसे कठिन चुनौतियों" का समाधान करते हैं:

एयरोस्पेस: यह एसएलएम के लिए सबसे बड़ा एप्लिकेशन बाजार है। SLM निर्मित टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग C919 बड़े यात्री विमान, विमान इंजन ईंधन नोजल, रॉकेट इंजन दहन कक्ष और हल्के उपग्रह संरचनात्मक घटकों के संरचनात्मक घटकों में किया जाता है। यह एयरोस्पेस उपकरणों के हल्के वजन और तेजी से पुनरावृत्ति के लिए एक मुख्य तकनीक है। बायोमेडिकल: यह सबसे परिपक्व नागरिक अनुप्रयोग क्षेत्र है। अनुकूलित कूल्हे के जोड़, रीढ़ की हड्डी के संलयन उपकरण, और मैक्सिलोफेशियल कृत्रिम अंग {{6}सभी एसएलएम के माध्यम से उत्पादित छिद्रपूर्ण टाइटेनियम मिश्र धातु संरचनाओं की विशेषता रखते हैं {{7}लोचदार मॉड्यूल को मानव हड्डी के साथ अत्यधिक संगत प्रदर्शित करते हैं। ये संरचनाएं प्रभावी रूप से तनाव परिरक्षण को रोकती हैं और ऑसियोइंटीग्रेशन को बढ़ावा देती हैं, और पहले से ही व्यापक नैदानिक अनुप्रयोग प्राप्त कर चुकी हैं। इसके अलावा, इस तकनीक का उपयोग बड़े पैमाने पर सैन्य हथियारों, गहरे समुद्र में तेल और गैस संचालन के लिए संक्षारण प्रतिरोधी उपकरणों और शीर्ष स्तर की एफ1 रेस कारों के मुख्य घटकों में भी किया जा रहा है।

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