Die Entwicklungsgeschichte der 3D -Drucktechnologie der Titanlegierung in China

Frühe Entwicklungen in den USA

Titan ist ein Material, das für sein Verhältnis von hoher Stärke zu Gewicht bekannt ist und nur halb so dicht wie Stahl ist und gleichzeitig die meisten Legierungen in Festigkeit übertrifft. Es hat in der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet. Die Vereinigten Staaten entwickelten die 3D -Drucktechnologie der Titanlegierung. Im Jahr 1985 begannen die USA unter der Leitung des Verteidigungsministeriums mit der Erforschung der Titan -Laser -Laserform -Technologie. Diese Forschung wurde 1992 veröffentlicht, und bis 2002 hatten die USA Titan-Laser-geformte Teile zum Testen auf Flugzeuge eingerichtet.

Die 3D -Drucktechnologie selbst kann auf 1984 zurückverfolgt werden, als die erste Technologie zum Drucken von 3D -Objekten aus digitalen Daten entwickelt wurde. Bis 1986 wurde der erste kommerzielle 3D -Drucker gestartet. In den neunziger Jahren wurden grundlegende 3D -Drucktechnologien und -standards kontinuierlich verfeinert, was zu ihrer Anwendung im 21. Jahrhundert führte. Die Technologie schmilzt Metallpulver unter Verwendung von Lasern, um Produkte nahezu jeder Form zu "drucken" und Gegenstände mit einer hohen mechanischen Leistung für Luft- und Raumfahrt, Automobil-, Medizin-, Zahn- und andere Branchen produziert.

Entwicklung in China

Chinas Entwicklung der Titan -Laser -Laserformungstechnologie begann relativ spät, begann drei Jahre nach der Veröffentlichung der USA im Jahr 1995. Zunächst folgte China die Führung der USA und gründete Forschungslabors an verschiedenen Universitäten und Forschungsinstituten im ganzen Land. Unter diesen waren die Erfolge des Lasertechnologie -Teams der Avic (Aviation Industry Corporation of China) besonders bemerkenswert. Bis zum Jahr 2000 hatte das Laser -Technologie -Team von AVIC mit der Erforschung der "3D -Laserschweißung Rapid Prototyping -Technologie" begonnen.

Avics Team unterstützte durch kontinuierliche Finanzierung des Staates und des Militärs mehrere globale technische Herausforderungen über mehrere Jahre. Dazu gehörten Lösungen für "inerte Gasschutzsysteme", "thermische Stressdispersion", "Defektkontrolle" und "Gitterwachstumskontrolle". Infolgedessen konnten sie wirtschaftlich wertvolle Produkte mit komplexen Strukturen, Größen von bis zu vier Metern und den Hauptanforderungen an den Haupt tragenden Hauptbetrags herstellen.

Aktuelle Fähigkeiten

Heute besitzt China die Technologie und Fähigkeit, die Laserformung für komplexe Titanlegierkomponenten von mehr als 12 Quadratmetern zu verwenden. Diese Fähigkeiten wurden in mehrere inländische Luft- und Raumfahrtprojekte für Prototypen und Produktherstellung aufgenommen. China ist derzeit das einzige Land der Welt mit der Fähigkeit, große, tragende Titanlegierkomponenten mithilfe der Laserform-Technologie herzustellen und dies in technischen Anwendungen anzuwenden.

Vorteile gegenüber traditionellen Methoden

Traditionelle Methoden zur Herstellung von Titandeilen von Titanlegierungen basieren hauptsächlich auf Gießen und Schmieden. Gussteile können groß sein, sind aber schwer und können nicht präzisionsförmig sein. Schmieden und Bearbeitung bieten eine höhere Präzision, wobei Teile wie der Hauptrahmen des amerikanischen F-22-Kampfflugzeugs die Titanlegierung geschmiedet werden. Traditionelle Produktionsmethoden leiden jedoch unter erheblichen Materialabfällen, wobei bis zu 95% des Rohstoffmaterials als Abfall abgebaut werden. Darüber hinaus ist die Größe der geschmiedeten Tites mit Titanlegierung durch die Kapazität großer hydraulischer Pressen begrenzt, die Teile nur bis zu einer bestimmten Größe schmieden können.

Die Titan -Laser -Laserformungstechnologie überwindet diese Herausforderungen mithilfe der additiven Herstellung, wodurch die Verschwendung teurer Rohstoffe erheblich reduziert und die Notwendigkeit von speziellen Formen beseitigt. Beispielsweise betragen die Kosten für die Herstellung einer Tonne komplexer Titanlegierungsstrukturen mit herkömmlichen Methoden ungefähr 25 Millionen RMB, während die Kosten mit der Rapid -Prototyping -Technologie von Laser 3D -Schweißen etwa 1,3 Millionen RMB beträgt, was nur 5% der traditionellen Kosten darstellt. Darüber hinaus ermöglicht die Technologie die Erstellung komplexer Formen, die bei herkömmlichen Methoden unmöglich wären.

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Abschluss

Chinas Fortschritte in der 3D-Drucktechnologie von Titanlegierungen haben die Produktion großer, komplexer und leistungsstarker Titankomponenten ermöglicht, die für moderne Luft- und Raumfahrtanwendungen von entscheidender Bedeutung sind. Diese Entwicklungen haben China als führend auf diesem Gebiet positioniert, mit Fähigkeiten, die weltweit unübertroffen sind.