Tình hình nghiên cứu ứng dụng hợp kim titan trong công nghệ sản xuất bồi đắp

Jul 24, 2025

Để lại lời nhắn

Đối với việc ứng dụng hợp kim titan Gr.5 trong sản xuất bồi đắp (AM), đã đạt được tiến bộ đáng kể trong nghiên cứu và ứng dụng hợp kim titan Gr.5 trong các ngành công nghiệp y sinh, hàng không vũ trụ và ô tô. Trong lĩnh vực y sinh, công nghệ AM được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận cấy ghép tùy chỉnh, bao gồm nhưng không giới hạn ở cấy ghép nha khoa, tấm phục hình sọ, bộ phận giả hàm dưới, dụng cụ kết hợp cổ tử cung, cấy ghép đĩa đệm vùng chậu, bộ phận giả hông và mắt cá chân, v.v. Hợp kim titan được hưởng lợi từ khả năng tương thích sinh học và tính chất cơ học tuyệt vời của chúng, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các vật liệu cấy ghép trong lĩnh vực y sinh. Công nghệ AM có thể tùy chỉnh. cấy ghép hoàn toàn phù hợp theo tình hình cụ thể của bệnh nhân, cải thiện đáng kể hiệu quả phẫu thuật và tốc độ phục hồi của bệnh nhân.

 

 

Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, công nghệ AM chủ yếu được sử dụng để sản xuất các bộ phận có yêu cầu hiệu suất cực cao và môi trường làm việc khắc nghiệt, chẳng hạn như các bộ phận động cơ và bộ phận kết cấu tàu vũ trụ. Việc sử dụng công nghệ AM có thể giảm đáng kể chất thải vật liệu và tạo ra các bộ phận có cấu trúc phức tạp khó đạt được bằng các phương pháp sản xuất truyền thống, cải thiện hiệu suất bộ phận và giảm đáng kể chất lượng, điều này rất quan trọng đối với ngành hàng không vũ trụ nhằm đạt được hiệu quả cao nhất và giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng.

 

Trong ngành công nghiệp ô tô, công nghệ AM chủ yếu được sử dụng trong tạo mẫu nhanh, sản xuất các bộ phận ô tô phức tạp hoặc tùy chỉnh. Ví dụ, kẹp phanh, giá đỡ cánh sau có thể di chuyển được và nắp trang trí ống xả. Trong lĩnh vực thiết kế xe đua, việc giảm trọng lượng và cải thiện tính tự do trong thiết kế là đặc biệt quan trọng và công nghệ AM cho thấy tiềm năng ứng dụng lớn trong lĩnh vực này. Thông qua thiết kế gọn nhẹ, nó có thể cải thiện hiệu quả khả năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải, phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững của ngành công nghiệp ô tô.

 

Additive manufacturing technology

 

Trong trường hợp thiết bị hợp kim titan hàng hải, các điều kiện đặc biệt của môi trường biển sâu-như áp suất thủy tĩnh cao, nhiệt độ thấp và hàm lượng oxy hòa tan thấp đặt ra thách thức đối với khả năng chống ăn mòn của hợp kim titan dùng trong thiết bị dưới nước. Những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến đặc tính ăn mòn của vật liệu, đặc biệt là làm tăng nguy cơ ăn mòn cục bộ và nứt do ăn mòn ứng suất. Nghiên cứu của Pazhanivel cho thấy độ nhạy của hợp kim titan Gr.5 được điều chế bằng công nghệ SLM tăng lên khi thực hiện thử nghiệm tốc độ biến dạng chậm (SSRT) trong môi trường NaCl. Điều này chủ yếu là do tính nhạy cảm ăn mòn tăng lên của bề mặt phân cách pha / và sự hình thành các chất khí. Tốc độ làm nguội nhanh trong công nghệ SLM thúc đẩy quá trình sàng lọc hạt, đồng thời cải thiện độ bền của vật liệu, cũng có thể dẫn đến tăng nguy cơ nứt ăn mòn do ứng suất. Ngoài ra, ăn mòn điện hóa cũng là một vấn đề đối với hợp kim titan dành cho thiết bị ở biển sâu-vì nó có thể dẫn đến suy giảm đặc tính vật liệu và thậm chí gây nguy hiểm cho tính toàn vẹn của cấu trúc. Nghiên cứu của Chu phát hiện ra rằng khả năng chống ăn mòn của hợp kim Gr.5 được chế tạo bằng công nghệ LMD với các đường quét một chiều hoặc{10}chéo kém hơn so với các vật liệu rèn truyền thống. Làm mát nhanh và gradient nhiệt không đồng đều trong LMD có thể dẫn đến sự hình thành các pha không cân bằng chẳng hạn như martensitic trong hợp kim và sự hiện diện của pha này có thể làm giảm khả năng chống ăn mòn của hợp kim.

 

Bất chấp những thách thức mà hợp kim titan phải đối mặt trong việc ứng dụng thiết bị dưới nước trong sản xuất bồi đắp, công nghệ này có tiềm năng lớn để tăng cường khả năng chống ăn mòn, đặc biệt là trong lĩnh vực hàng hải. Với nghiên cứu-chuyên sâu về tác động của môi trường biển sâu-, dự kiến ​​vật liệu hợp kim titan có thể được phát triển tốt hơn và có thể thúc đẩy sự phát triển của công nghệ thiết bị biển sâu-.

Gửi yêu cầu