טכנולוגיה חדשה המהווה איום על שיטות ייצור קיימות. עם זאת, אם יש צורך בשימוש נרחב בייצור תוסף, יש לקחת בחשבון את התנהגות הקורוזיה של חלקי ייצור תוספים.
הייתה השפעה רבה על שיפור טכנולוגיות ההדפסה בעשורים האחרונים, כולל לייזרים אמינים במיוחד, חומרה ותוכנה HPC בעלות נמוכה. הדפסת תלת מימד מתכת זכתה לתשומת לב לאחרונה בהשוואה לשיטות ייצור אחרות בשל היתרונות המיוחדים שלה ביצירת מוצרי מתכת.
בואו ניקח סגסוגות מבוססות טיטניום כדוגמה. מאז טיטניום משלב מגוון רחב של יישומים תעשייתיים עבור חלקים בעלי ביצועים גבוהים עם עלויות עיבוד גבוהות, זמני אספקה ארוכים עבור יציקה קשה ועיבוד קונבנציונלי, טיטניום וסגסוגות טיטניום משכו תשומת לב רבה במונחים של טכנולוגיית ייצור תוסף. מבין סגסוגות טיטניום, Ti6Al4V הוא החומר הנפוץ ביותר עבור חלקים הנדסיים רבים ושתלים ביו-רפואיים.
החומר מאוד ניתן לכיפוף ועמיד בפני קורוזיה. תכונות אלו הופכות אותו למעולה לשימוש במגוון תעשיות. ישנם מספר יתרונות לשימוש בטיטניום מודפס בתלת מימד.
השימוש ברכיבי טיטניום וברכיבים מודפסים בתלת מימד ביישומי תעופה וחלל מסייע לעתים קרובות להפחית את שיעורי הרכישה. הקשר בין משקל החומר שנרכש בתחילה למשקל המוצר הסופי הוא ביטוי שמקורו בתעשייה האווירית.
בייצור רגיל, למשל, יחס הקנייה/מכירה עבור רכיבי מטוס טיטניום עשוי לנוע בין 12:1 ל-25:1. זה מצביע על כך ש-12-25 ק"ג של חומרי גלם נדרשים לייצור קילוגרם אחד של רכיבים. במצב זה ניתן לטפל עד 90 אחוז מהחומר.
להדפסת תלת מימד מתכת יש פוטנציאל להוריד את יחס הטיטניום מ-3:1 ל-12:1. זאת בשל העובדה שמדפסות תלת מימד מתכתיות מנצלות לרוב רק את כמות החומר הנדרשת ליצירת הפריט ולתחזוקת המבנה במינימום פסולת. חיוני יותר לקצץ בהוצאות הרכש מאשר לחסוך בהן עבור חומרים יקרים כמו טיטניום.
בשל אופטימיזציה של טופולוגיה, הדפסה תוסף עשויה גם לשפר את האיכויות הקלות של טיטניום. מהנדסים משתמשים בתוכנת אופטימיזציה של טופולוגיה כדי לספק קריטריונים כגון מגבלות עומס וקשיחות, ולאחר מכן מאפשרים לכלי התוכנה לייעל את התכנון הראשוני כדי לעמוד במפרטים אלה.
אופטימיזציה זו מאפשרת לך להסיר כל חומר זר מהעיצוב, וכתוצאה מכך רכיב קל משקל אך חזק. עיצובים אופטימליים לטופולוגיה יכולים בדרך כלל להיווצר רק באמצעות טכנולוגיות ייצור תוספים.
יתרון זה הוא בעל ערך במיוחד בתחום התעופה והחלל, שבו רכיבי טיטניום קלים בהדפסת תלת מימד עשויים לחסוך במשקל ולהגביר את ביצועי המטוסים. למרות היתרונות הרבים של הדפסת 3D טיטניום, ישנם חסרונות מסוימים שיש לקחת בחשבון.
1. הראשונה היא הדרישה לפיתוח תקנים לשימוש בטיטניום באמצעות טכנולוגיית תוספים. כמה עסקים כבר החלו לנקוט צעדים בכיוון זה.
2. העלות הגבוהה של אבקת טיטניום היא המחסום השני. אבקת טיטניום המיועדת להדפסת תלת מימד, למשל, עולה בין 300 ל-600 דולר. הדפסת טיטניום תלת מימד גדלה בפופולריות בתעשיות התעופה והחלל, התרופות ורכב.
הסיבה העיקרית היא ביצועים טובים יותר של טיטניום בשילוב עם היכולת לסלק בזבוז בהדפסת תלת מימד תוך יצירת צורות מסובכות וקלות משקל.
הדפסת טיטניום תלת מימדית תהפוך לבחירה אטרקטיבית בייצור עבור מגוון רחב של מגזרים בעתיד, כאשר עלויות הטיטניום ירדו ויזוהו שימושים נוספים.
