Как, когда, почему: Руководство по 3D печати титаном

Вопрос задействования металлов в 3D технологиях обсуждается в течение последних нескольких лет, и лишь с недавних времен благодаря снижению цены технологий и программного обеспечения в сфере 3D печати стало возможным широкое использование других материалов, кроме пластика. И именно титан является наиболее подходящим по своим характеристикам промышленным металлом для применения в индустрии 3D печати. Это высокопрочным металл,  который обладает низкой плотностью и высокой устойчивостью к коррозии, а также имеет высокую температуру плавления, что делает его идеальным материалом для использования во множестве отраслей промышленности, в том числе аэрокосмической, автомобильной, военной, для создания медицинских протезов, ортопедических и зубных имплантатов и даже ювелирных изделий. А теперь благодаря возможности использования для создания изделий на 3D принтере титан стал еще востребованнее.

Производитель титана компания Titanium Processing Center, расположенная в Мичигане, с целью проинформировать своих клиентов о новых направлениях использования титана разработала информационный плакат «3D печать титаном», на котором представлены преимущества данного металла перед традиционными материалами для 3D принтеров.

Помимо того, что титан является самым прочным металлом, который на данный момент может быть задействован в 3D печати, он является еще и самым легким. Обычно продукты, сделанные из титана, должны проходить фрезерную обработку, однако технологии 3D печати, позволяющие создавать продукты разных уровней сложности, что делает использование добавочных технологий рентабельным. За счет нетоксичности, высокой прочности и устойчивости к коррозии, титан применим для печати деталей для аэрокосмической отрасли, протезов для стоматологического и медицинского направлений. Современные 3D технологии позволяют печатать детали из титана толщиной слоев 0,25 мм с минимальной толщиной стенок в 0,4 мм.

Для печати титаном на 3D принтере применяют технология аддитивного производства металлических изделий, известную как прямое лазерное спекание металлов (DMLS): тонкий слой металла в виде мелкого порошка подается на нагревательный стол в то время, как мощный углекислотный лазер спекает частицы металлического порошка между собой и с предыдущим слоем. При таком процессе печатные слои титана могут достигать 20-40 мкм, а сами готовые изделия не будут отличаться привычным хромированным блеском, который часто ассоциируется с титаном, т.к. при печати получаются серые немного тускловатые нешлифованные металлические детали. Для получения желаемого традиционного блеска, присущего металлу, детали можно подвергнуть дальнейшей ручной обработке, а современное 3D программное обеспечение позволяет печатать детали под нужным углом, избегая возникновения полос и обеспечивая необходимую прочность.

Но все же стоит отметить, что из-за особенностей спекания стали на данный момент модели не всех размеров могут быть напечатаны из титана на 3D принтере. Однако печать отдельных частей рамы для велосипеда, корпус мобильного телефона или клапан для двигателя вполне под силу. И благодаря тому, что титан является одним из наиболее доступных прочных металлов, печать с его помощью промышленных прототипов, создание которых традиционными методами не представляется возможным, что открывает широкие перспективы быстрого и доступного промышленного прототипирования.