L'histoire du développement de la technologie d'impression 3D en alliage titane en Chine

Développements précoces aux États-Unis

Le titane est un matériau connu pour son rapport résistance / poids élevé, étant à moitié aussi dense que l'acier tout en dépassant la plupart des alliages en résistance. Il a trouvé une utilisation généralisée dans l'industrie aérospatiale. Les États-Unis ont été les premiers à développer une technologie d'impression 3D en alliage de titane. En 1985, sous la direction du ministère de la Défense, les États-Unis ont commencé à rechercher la technologie de formation de laser en alliage en alliage de titane. Cette recherche a été rendue publique en 1992 et en 2002, les États-Unis avaient installé des pièces formées en alliage en alliage de titane sur des avions pour les tests.

La technologie d'impression 3D elle-même peut être retracée à 1984, lorsque la première technologie à imprimer des objets 3D à partir de données numériques a été développée. En 1986, la première imprimante 3D commerciale a été lancée. Tout au long des années 1990, les technologies d'impression 3D de base ont été continuellement affinées, ce qui a conduit à leur application au 21e siècle. La technologie fait fondre la poudre métallique utilisant des lasers pour "imprimer" des produits de presque toutes les formes, produisant des articles avec des performances mécaniques élevées adaptées aux industries aérospatiales, automobiles, médicales, dentaires et autres.

Développement en Chine

Le développement chinois de la technologie de formation de laser en alliage en titane a commencé relativement tard, à partir de trois ans après que les États-Unis ont déclassé ses recherches en 1995. Initialement, la Chine a suivi l'exemple des États-Unis, établissant des laboratoires de recherche dans diverses universités et instituts de recherche à travers le pays. Parmi ceux-ci, les réalisations de l'équipe de technologie laser Avic (Aviation Industry Corporation of China) étaient particulièrement notables. En 2000, l'équipe de technologie laser d'AVIC avait commencé à rechercher une «technologie de prototypage rapide du laser 3D».

Soutenu par le financement continu de l'État et des militaires, l'équipe d'Avic a relevé plusieurs défis techniques mondiaux au cours de plusieurs années. Ceux-ci comprenaient des solutions pour les «systèmes de protection des gaz inertes», «dispersion des contraintes thermiques», «contrôle des défauts» et «contrôle de la croissance du réseau». En conséquence, ils ont pu produire des produits de valeur commerciale avec des structures complexes, des tailles jusqu'à quatre mètres et des principales exigences structurelles porteuses de charge.

Capacités actuelles

Aujourd'hui, la Chine possède la technologie et la capacité d'utiliser la formation de laser pour des composants en alliage de titane complexes dépassant 12 mètres carrés. Ces capacités ont été incorporées dans plusieurs projets de recherche aérospatiale nationaux pour la fabrication de prototypes et de produits. La Chine est actuellement le seul pays au monde avec la possibilité de fabriquer de grands composants en alliage de titane à charge de chargement en utilisant la technologie de formage laser et de l'appliquer dans des applications d'ingénierie.

Avantages par rapport aux méthodes traditionnelles

Les méthodes traditionnelles de fabrication des pièces en alliage en titane reposent principalement sur la coulée et la forge. Les pièces coulées peuvent être grandes mais sont lourdes et ne peuvent pas être en forme de précision. Le forgeage et l'usinage offrent une précision plus élevée, avec des pièces telles que le cadre de charge principal de l'alliage de titane falsifié F-22 American F-22. Cependant, les méthodes de fabrication traditionnelles souffrent de déchets de matériaux importants, avec jusqu'à 95% des matières premières qui sont coupées comme des déchets. De plus, la taille des pièces en alliage en titane forgé est limitée par la capacité de grandes presses hydrauliques, qui ne peuvent forger que des pièces jusqu'à une certaine taille.

La technologie de formation de laser en alliage en alliage en titane surmonte ces défis en utilisant la fabrication additive, ce qui réduit considérablement les déchets de matières premières coûteuses et élimine le besoin de moules spécialisés. Par exemple, le coût de la fabrication d'une tonne de structures en alliage de titane complexes utilisant des méthodes traditionnelles est d'environ 25 millions de RMB, tandis que le coût utilisant la technologie de prototypage rapide de soudage laser est d'environ 1,3 million de RMB, ce qui ne fait que 5% du coût traditionnel. De plus, la technologie permet la création de formes complexes qui seraient impossibles avec les méthodes traditionnelles.

Yesino fournit une barre de titane, une feuille de titane, un fil de titane, une plaque de titane, un forgeage en titane, un tuyau en titane et d'autres produits en titane.

Conclusion

Les avancées de la Chine dans la technologie d'impression 3D en alliage en titane ont permis la production de composants en titane importants, complexes et hautes performances, qui sont cruciaux pour les applications aérospatiales modernes. Ces développements ont positionné la Chine en tant que leader dans le domaine, avec des capacités qui sont inégalées à l'échelle mondiale.