เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถแก้ไขปัญหาต่างๆ ในกระบวนการผลิตโลหะผสมไทเทเนียมแบบดั้งเดิมได้อย่างสมบูรณ์แบบ และช่วยเพิ่มข้อได้เปรียบให้สูงสุด
เอาชนะความท้าทายในการผลิตแบบดั้งเดิม เปิดใช้งาน "การผลิตแบบอิสระ"
ข้อได้เปรียบ: โดยทั่วไป ชิ้นส่วนไทเทเนียมต้องอาศัยการขึ้นรูปและการตัดเฉือน (CNC) ซึ่งส่งผลให้มีการใช้ประโยชน์จากวัสดุต่ำมาก (มักจะ "ซื้อแท่งโลหะหนึ่งกิโลกรัม, นำไปกัดออกเก้าในสิบส่วน") ต้นทุนสูง และระยะเวลานาน การพิมพ์ 3 มิติเป็นเทคโนโลยีแบบ เกือบได้รูปทรงสุทธิ ผลิตของเสียจากวัสดุน้อยมาก และต้องการการประมวลผลหลังการผลิตเพียงเล็กน้อย ทำให้เหมาะสำหรับวัสดุประสิทธิภาพสูงที่มีราคาแพง
ข้อได้เปรียบ: มันทำลายข้อจำกัดของการผลิตแบบดั้งเดิม เปิดใช้งานการผลิต ช่องว่างภายในที่ซับซ้อนสูง ช่องทางที่ไม่สม่ำเสมอ และโครงสร้างแบบโมโนลิธ ซึ่งเป็นไปไม่ได้ด้วยวิธีการแบบลบออก
อิสระในการออกแบบที่ยอดเยี่ยมและศักยภาพในการลดน้ำหนัก
ข้อได้เปรียบ: เมื่อรวมกับ การปรับโครงสร้างให้เหมาะสม และ โครงสร้างแบบแลตทิซ การออกแบบ การพิมพ์ 3 มิติสามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบามากพร้อมคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม ตัวอย่างเช่น การแทนที่ภายในที่เป็นของแข็งด้วยโครงสร้างตาข่ายที่แข็งแรงสามารถลดน้ำหนักได้อย่างมากในขณะที่ยังคงรักษาความแข็งแรง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อปรัชญา "การลดน้ำหนัก" ของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนสำหรับการผลิตแบบปริมาณน้อยและปรับแต่งได้
ข้อได้เปรียบ: การหล่อหรือการขึ้นรูปแบบดั้งเดิมต้องใช้แม่พิมพ์และอุปกรณ์ติดตั้งราคาแพง ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากเท่านั้น การพิมพ์ 3 มิติ ไม่ต้องการแม่พิมพ์; ไฟล์ดิจิทัลสามารถขับเคลื่อนการผลิตได้โดยตรง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ปรับแต่งได้และมีปริมาณน้อย (เช่น รากฟันเทียม ชิ้นส่วนดาวเทียม ต้นแบบ) ซึ่งต้นทุนต่อหน่วยยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
คุณสมบัติของวัสดุและความหนาแน่นที่ยอดเยี่ยม
ข้อได้เปรียบ: เทคโนโลยีหลักสำหรับการพิมพ์ไทเทเนียมคือ การหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือก (SLM) และ การหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EBM). เทคนิคเหล่านี้ใช้แหล่งพลังงานสูงเพื่อหลอมและหลอมผงโลหะทีละชั้น ชิ้นส่วนที่ได้สามารถมีความหนาแน่นเกิน 99.7%, พร้อมคุณสมบัติทางกล (ความแข็งแรง ความทนทานต่อความล้า) ที่ เหนือกว่าการหล่อแบบดั้งเดิม และเทียบเท่ากับการขึ้นรูป
การบูรณาการการทำงานและการผลิตที่ง่ายขึ้น
ข้อได้เปรียบ: ชุดประกอบที่ซับซ้อนซึ่งเดิมประกอบด้วยหลายส่วนสามารถ พิมพ์รวมเป็นชิ้นเดียว. ซึ่งช่วยลดความต้องการในการประกอบ กำจัดจุดอ่อนที่อาจเกิดขึ้น (เช่น รอยเชื่อม หมุดย้ำ) และปรับปรุงความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์
| คุณสมบัติ | การตัดเฉือนแบบดั้งเดิม (การขึ้นรูป/CNC) | การพิมพ์ 3 มิติ (การผลิตแบบเติมเนื้อ) |
|---|---|---|
| การใช้ประโยชน์จากวัสดุ | ต่ำ (ของเสีย 5%-10% เป็นเรื่องปกติ) | สูงมาก (เกือบ 100%) |
| ความซับซ้อนในการออกแบบ | จำกัด | อิสระเกือบไม่จำกัด |
| ระยะเวลาในการผลิต | นาน (ต้องใช้เครื่องมือ/อุปกรณ์ติดตั้ง) | สั้น (โดยตรงจากไฟล์ดิจิทัล) |
| ต้นทุนการปรับแต่ง | สูงมาก | ค่อนข้างต่ำ |
| ขนาดชุดที่เหมาะสม | การผลิตจำนวนมาก | ปริมาณน้อย ปรับแต่งได้ |
| การขึ้นรูปในตัว | ยาก ต้องมีการประกอบ | ง่าย สามารถพิมพ์เป็นชิ้นเดียวได้ |
โดยสรุป เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติได้เปลี่ยนไทเทเนียมจาก "วัสดุประสิทธิภาพสูงที่ยากต่อการประมวลผล" เป็น "วัสดุอัจฉริยะที่สามารถออกแบบได้อย่างสุดขีด" ไม่เพียงแต่เป็นการปฏิวัติวิธีการผลิตเท่านั้น แต่ยังเป็นการก้าวกระโดดในปรัชญาการออกแบบ ซึ่งช่วยขยายขอบเขตการใช้งานของโลหะผสมไทเทเนียมในสาขาเทคโนโลยีขั้นสูงอย่างมาก
