سازنده پرینتر سه بعدی رومیزی ، دسکتاپ متال، استفاده از آلیاژ تیتانیوم Ti۶۴ را برای پلتفرم پرینت سه بعدی فلز استودیو ۲ خود امکان پذیر کرده است.
Ti۶۴ به خاطر استحکام کششی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و زیست سازگاری، پر استفاده‌ترین آلیاژ تیتانیوم است. این ماده به ویژه برای تولید قطعات فلزی با عملکرد بالا در بخش‌های هوافضا، دفاع، خودرو، نفت و گاز و پزشکی مناسب است.
با توجه به شروع ارسال Ti۶۴ در ماه آینده، گفته می‌شود که دسکتاپ متال اولین و تنها شرکتی است که مواد را به صورت تجاری برای فن‌‌آوری‌های پرینت سه بعدی فلزی مبتنی بر اکستروژن در دسترس قرار می دهد.
جوناه مایربرگ، یکی از بنیان گذاران و CTO متال دسکتاپ، گفت:«تیتانیوم یک ماده چالش برانگیز برای پرینت سه بعدی فلز محدود است، زیرا به شکل پودر بسیار واکنش پذیر است و به سختی می توان آن را تثبیت کرد. ما هیجان‌زده هستیم که اولین کسانی باشیم که رایج‌ترین آلیاژ تیتانیوم یعنی Ti۶۴ را برای پرینت سه بعدی از طریق قطعات تیتانیوم با کارایی بالا تجاری کردیم.»
دسکتاپ متال در سیستم استودیو ۲ خود، استفاده از Ti۶۴ را امکان پذیر کرده است.
سیستم استودیو ۲
سیستم استودیو ۲ متال دسکتاپ که در ماه فوریه راه‌اندازی شد، برای تولید با حجم کم قطعات فلزی با عملکرد بالا طراحی شده است. سیستم متناسب با دفتر از تکنولوژی جایگزین بافت فلزی اختصاصی شرکت (BMD) استفاده می کند و از یک پرینتر و کوره برای ساده کردن تولید داخلی قطعات، تشکیل شده است.
این تکنولوژی پودرها و لیزرهای مربوط به پرینت سه بعدی فلزی را به نفع بافت میله فلزی اکستروژن که شامل یک پودر فلزی با چسب پلیمری است، حذف می کند. سیستم استودیو ۲ قادر به ساخت قطعات با انواع هندسه های پیچیده، یک سطح بسیار صاف و خواص مکانیکی با عملکرد بالا می باشد.
سیستم استودیو ۲ علاوه بر قابلیت جدید خود برای Ti۶۴، با فولاد ضد زنگ ۳۱۶ L و همچنین تمام موادی که قبلا توسط سیستم استودیو مبتنی بر اکستروژن اصلی پشتیبانی شده بود، سازگار است. در حال حاضر، مجموعه گسترده ای از مواد دیگر برای این سیستم تحت توسعه و تحقیق قرار دارد، و نسخه‌های جدیدی نیز قرار است در اواخر سال جاری منتشر شوند.
یک براکت ماشینی پرینت شده سه بعدی در سیستم استودیو ۲ با Ti۶۴
کاربردهای کلیدی قطعات پرینت شده سه بعدی با Ti۶۴
با توجه به دسکتاپ متال، قطعات فلزی Ti۶۴ پرینت شده در سیستم استودیو ۲، خواص مکانیکی عالی با مقاومت تسلیم ۷۳۰ مگاپاسکال، مقاومت کششی نهایی ۸۴۵ مگاپاسکال و ازدیاد طول ۱۷ درصد را نشان می دهند. در واقع این ویژگی ها از استانداردهای ASTM F2885 – 17 برای کاربردهای ایمپلنت جراحی تزریقی با فلز فراتر می رود، یک برنامه کلیدی برای مواد در سیستم استودیو ۲.
دسکتاپ متال چندین مورد استفاده را برای پرینت با Ti۶۴ در سیستم استودیو ۲ تکمیل کرده است، که به عنوان یک پلتفرم قابل دسترس تر بر روی ماشین های ترکیب پودر پیشین (PBF) اضافه می شود. یکی از این موارد استفاده شامل طراحی و پرینت یک براکت ماشینی با Ti۶۴ با یک شبکه ژیروسکوپی، به جای فولاد ضد زنگ HP ۱۷ – ۴ است. پرینت سه بعدی طرح جدید بر روی سیستم استودیو ۲ وزن قطعه را تا حدود ۶۰ درصد کاهش می دهد، در حالی که مقاومت و سختی عملکردی مورد نیاز را حفظ می‌کند.
یک مورد موفق دیگر پرینت سه بعدی حلقه های فوکوس تلسکوپ کوچک بود که عدسی‌ها را بر روی یک تلسکوپ موبایل قرار می‌داد. سیستم استودیو ۲ قادر به پرینت ۶ حلقه با جنس Ti۶۴ در کم تر از ۲۴ ساعت بود، یک سرعت تولید بسیار سریع‌تر و مقرون به صرفه نسبت به روش‌های مرسوم ساخت حلقه‌ها برای تولید با حجم کم که نیاز به سرمایه‌گذاری برای ابزارهای گران‌قیمت یا تثبیت سفارشی دارد.
سیستم استودیو ۲ همچنین نشان داد که چگونه ساخت یک ربات دِرون (drone) با Ti۶۴ کاهش وزن قابل توجهی را در عین حفظ یکپارچگی ساختاری مورد نیاز برای قاب به ارمغان می‌آورد. این سیستم قادر است یک هفته قبل از حرکت به سمت تولید انبوه، بین ۱۵ تا ۲۵ درون را بدون نیاز به ابزارسازی یا ماشین کاری تولید کند.
(چپ به راست). کوپلینگ درون، نازل انژکتور سوخت، حلقه فوکوس تلسکوپ که از تیتانیوم بر روی سیستم استودیو ۲ ساخته شده است.
اجزای مقرون به صرفه و سبک برای هوا فضا
آخرین کاربرد کلیدی که توسط سیستم استودیو متال دسکتاپ ۲ و ترکیب Ti۶۴ معرفی شد نازل‌های انژکتور سوخت است که برای عملیات های ایمن و قابل اعتماد در بخش هوا فضا حیاتی هستند. Ti۶۴ یک ماده ضروری برای ساخت نازل‌ها است، که باید مقاوم در برابر دما و فشارهای شدید و در عین حال سبک باشد. این قطعه همچنین دارای کانال‌های داخلی است که می‌توانند عملکرد مشعل را بهبود بخشند، اما ایجاد آن‌ها با استفاده از فرآیندهای تولیدی معمولی غیر ممکن است.
با استفاده از سیستم استودیو ۲، مهندسان می‌توانند انواع تکرارهای طراحی نازل را در عرض چند روز آزمایش کنند و ۴ نسخه از نازل را در کم تر از ۲۴ ساعت پرینت کنند.
استیو وازنیاک، موسس شرکت Privateer Space گفت: «پرینت سه بعدی با تیتانیوم به دلیل توانایی این مواد در پشتیبانی از طرح‌های پیچیده و سبک در صنایعی مانند هوافضا بسیار ارزشمند است.» با سیستم استودیو ۲، تیم Privateer Space قادر به دستیابی به ایجاد قابلیت‌های مقرون به صرفه و سبک مورد نیاز برای هموار کردن راه برای طراحی و پرتاب ماهواره ما خواهد بود.»
«این فن‌آوری در کمک به شرکت‌ها برای شتاب بخشیدن به نوآوری در صنعت فضا و از طریق ایجاد پیشرفت‌هایی در استفاده از مواد که دسکتاپ متال آن را امکان پذیر می کند، واقعا یک عامل متمایز کننده است، ما یک فرصت شگفت انگیز برای همکاری و در دسترس قرار دادن فضا برای نسل های آینده داریم. »
دسکتاپ متال با امکان پذیر کردن استفاده از Ti۶۴ برای سیستم استودیو ۲ خود، ارسال مواد به مشتریان خود را در سپتامبر ۲۰۲۱ آغاز خواهد کرد.
