鈦合金增(zēng)材製(zhì)造技術的分析和未來趨勢
增材製造技(jì)術從20世紀90年代開(kāi)始(shǐ)出現,其發展的基礎是高能量熱熔覆技術和快速原型技術,與傳統製造(zào)技術相比,不用經過各種刀具的切割(gē)和多種繁(fán)雜工序的加工,大大縮減了加工時間,同時對於結構複雜的(de)零件,其加工過(guò)程和製造精度更高。
目前鈦(tài)合金產品已經在多個領域得到應用,這些產品的結構較複雜、品(pǐn)種多、批量(liàng)小且性能要求高,傳(chuán)統的生產製造技術無法滿足這些(xiē)產品(pǐn)要求(qiú),而增材製造技術能夠滿足鈦合金產品製造技術(shù)和性能要求,因而得到廣泛應用。一、增材製造技術概述增材製(zhì)造技術主要是通過計算(suàn)機中生成零件的三維CAD模型,根據模(mó)型的(de)尺寸數據采用激光熔覆的方式將零件的材料通過噴墨的形式逐層堆(duī)積起來形成立體零件的技術。增材製造(zào)工藝簡單,生產成本低,適用範圍廣,可根(gēn)據計算機內零件三維圖的不(bú)同隨時改變製造零件的結構、品(pǐn)種等,對於產品結構複雜(zá)、材料活(huó)性(xìng)高、要求(qiú)純度(dù)高(gāo)的金屬零(líng)件的製造(zào)特別適用。增材製(zhì)造(zào)技(jì)術使用的原材料主(zhǔ)要有金屬和非金(jīn)屬兩大類,同時在原材料中還添加(jiā)其(qí)他材料進行燒結、固化和熱熔覆。按照添(tiān)加材料的不同增材製造技術可以分為:快速原型製造技術和高性能金屬(shǔ)構件直接製造技術。
與傳統的切削(xuē)加工相(xiàng)比,增材製造技(jì)術可以實現金屬材料零件製作(zuò)過程的一步完成,其製造的過程是根據零件的三維CAD圖進行的,因此與實際要求零(líng)件的尺寸精度相接近,後續(xù)的加工餘量小,材(cái)料的利用率(lǜ)和生產效率都大幅的提高了。在使用(yòng)增材製(zhì)造技(jì)術的(de)時(shí)候不需要(yào)大型的設備,可以為(wéi)生產企業節約資源,同時製(zhì)造時間短,具有較高的柔性可以根據產(chǎn)品的結構變化隨時改變。二、鈦(tài)合金增材(cái)製造技術的研究及應用現狀(一)鈦合金增材製造技術的研究現狀隨著增材製造技術的(de)發展,世界各國(guó)都在積極地對鈦合金增材製造(zào)技術(shù)進(jìn)研究,以期鈦合金增材製(zhì)造技術能夠在多(duō)方麵得到應用。根據近幾(jǐ)年的研究現在應用於鈦合金零件(jiàn)加工中的生產工藝有激光選區熔化成形技術、電子束熔(róng)絲成形(xíng)技術、激光立體成形技術和電子束選取熔(róng)化成形技術。
(二)鈦合金增材製造技術在航(háng)空航(háng)天領域的應用
增材製造(zào)技術***早於2001年開始應用於美國的艦(jiàn)載殲擊機中,通過(guò)鈦合金(jīn)增材製造技術生產出飛機的(de)承力結構件並應用(yòng)於航空生產。2011年英國的南安(ān)普頓大學通過增材製造技術生產出包括無人機的機翼、控製麵板和艙門的整體框架。2012年之後,鈦合金增材(cái)製造(zào)技(jì)術在航空領域的應用取得前所未(wèi)有的發展,鈦合金零件不(bú)僅在(zài)飛機製造中得到廣泛的應用,而且(qiě)新型的鈦合(hé)金材料開始在火箭、航天飛機等航天設備中得到應(yīng)用,鈦(tài)合金增材製造技術生產的零件極大的(de)減少了航天設備之間的焊縫數量,由於鈦合金的強度更高,使得航天設備的安全性大大提高(gāo)。我(wǒ)國相關部門和科研(yán)院校也(yě)不斷的對鈦合金增材製造技術進行研究,現在已經在航空領域得到應用。我國運用鈦合金(jīn)增材製造技術生產的飛機機翼和主承(chéng)力構件達到了相應的技術要求並應用(yòng)於飛(fēi)機製造。2013年北京航空航(háng)天大學通過鈦合金增材製造技術製造出了鈦合金飛機主承力構件,通過了技術驗證且進行裝機評審,這使我國成(chéng)為世界(jiè)上(shàng)******掌握鈦合金飛機主(zhǔ)承力構件(jiàn)設計製造的******,標誌著(zhe)我國的鈦合金增材製造技術(shù)進(jìn)入世界的領(lǐng)先地位。
在多年的打拚中不(bú)斷完善,不斷改(gǎi)進(jìn),不斷創新,在(zài)實踐中積累了豐富的經驗與掌握了特殊(shū)的加工工藝,無論從高精密機械樣機加工,高精密零件加工,高精密模型樣機加工,北京cnc數控加工,北京夾具工裝(zhuāng)加(jiā)工 ,尺寸精度還(hái)是外觀品質都令客戶拍手。所做產品受到諸多國內外(wài)知(zhī)名企業的(de)好評,產品遠(yuǎn)銷東南亞。
(三)鈦合金增材製造技術在在國防領域的應用
在國防武器生(shēng)產的過(guò)程中,對武器的材料性能要求較(jiào)高,零件的精密度也有(yǒu)較高(gāo)的要求。美國海軍正在研究將(jiāng)增材(cái)製造技術設計到航空母艦上,將航母作為一個大型的武器生產工廠,根據需要(yào)和要求生產所需武(wǔ)器設備。同時美國的陸軍也在研發移動零(líng)件醫院實現武器零件的快(kuài)速修複和快速生產,滿(mǎn)足戰(zhàn)場的需要。我國也正在加緊鈦合金增材製造技術在國防領域應用的研究(jiū),實現武器生產(chǎn)的快(kuài)速化和精密化,推動(dòng)我國(guó)國防技術發(fā)展。(四)鈦合金(jīn)增材製造技術在醫療器械中的應用現代醫療中,鈦合金技(jì)術(shù)已經(jīng)得到應用,如人工關節(jiē)。隨著醫療水平的提高,人們(men)對於人(rén)工關節或者其他的複合材料在(zài)身(shēn)體中的應用也(yě)提出更高要求,這些應用(yòng)於人體的材料應有更好的接觸(chù)性和相(xiàng)容性,同時還應完成相應的功能。鈦合金增材製造技術生產的人工關節確(què)保關節具有良好的耐磨界麵,同時能夠(gòu)很好地與骨組織進行容和,提高人工關節的質量和醫療水平。
三、鈦(tài)合(hé)金增材(cái)製造技術應用前景分析(xī)隨(suí)著增材(cái)製造技術的(de)發展,鈦合金增材製造技術會在工程材料的各個方麵得到應用。鈦合(hé)金增材製造技術生產的鈦合金完全可以替換傳統鈦合金材料。隨著科學技術的進步,鈦合金材料的應用範圍將不(bú)僅(jǐn)僅局限於航空航天、國(guó)防和醫療(liáo)衛生方麵(miàn),鈦合金增材製造技術也會不斷的完(wán)善和發(fā)展。鈦合金增材製造技術(shù)才剛開始,他的發展還需要不斷改進和完(wán)善,需要科研(yán)院校和機構的共同努力。鈦合金增材製造技術(shù)必向著生產複(fù)雜化、高精度化、大型化以及低成本的方向發(fā)展。同時,增材製造技(jì)術也會在各個(gè)領域得到應用,實現生產(chǎn)的快速化,促進(jìn)我國製造業的快速發展,大力提高我國的(de)經濟發展速度。
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