1.Precisieproducten en elektronica
Met 3D-printen kunnen zeer dunwandige, ingewikkelde titaniumonderdelen worden gemaakt. Daarom wordt het gebruikt om horlogekasten te maken, zoals de hier afgebeelde Panerai- en Holthinrichs-horloges, die naar verluidt binnenkort deel zullen uitmaken van de Apple Watch Ultra.
In 2023 onthulde smartphonemaker Honor zijn nieuwe opvouwbare telefoon, de Magic V2, met een 3D-geprinte, scharnierende verwijderbare cover van titanium die lichter en 150 procent sterker is dan de vorige aluminium versie. Het bedrijf beweert dat dit kleine stukje titanium in tienduizenden stukjes 3D-geprint kan worden, wat essentieel is voor het vermogen van het product om duurzaam en soepel te vouwen en te ontvouwen.
2. Medische en tandheelkundige implantaten
In de medische industrie worden 3D-geprinte titaniumimplantaten met succes gebruikt in de wervelkolom, heupen, knieën en ledematen vanwege de inherente biocompatibiliteit en goede mechanische eigenschappen van het metaal, gekoppeld aan het vermogen van 3D-printen om poreuze structuren aan te passen (voor osseo-integratie) en massaaanpassing, wat resulteert in betere resultaten voor patiënten.
3D-geprinte titaniumimplantaten krijgen steeds meer goedkeuring en vraag van de regelgevende instanties. Omdat de meeste medische implantaten voor een grote groep mensen met dezelfde aandoening worden gemaakt, zijn ze niet voor iedereen geschikt. Mensen met zeldzame ziekten worden vaak uitgesloten. Met 3D-printtechnologie is het nu mogelijk om implantaten te produceren die zijn ontworpen voor individuele patiënten.
In 2023 voltooide een chirurg in Groot-Brittannië vier polsoperaties op dezelfde dag, waarbij hij een eerder gebroken polsbotvervorming corrigeerde met een patiëntspecifieke 3D-geprinte titaniumplaat." Dr. Akshay Malhotra, consultant orthopedisch chirurg en klinisch hoofd voor hand en pols Surgery bij Universitaire Ziekenhuizen van de North Midlands: "Zodra dit planningsproces is voltooid, zullen de op maat gemaakte platen worden afgedrukt met titaniumpoeder, getest, naar het Verenigd Koninkrijk verzonden en gesteriliseerd in het County Hospital ter voorbereiding op de operatie.
In 2022 wendden artsen van Manipal Hospitals (India) zich tot 3D-geprint titanium toen ze een kankerpatiënt tegenkwamen wiens tumor zijn ribben verwoestte. Normaal gesproken zijn implantaten van deze omvang te zwaar voor het menselijk lichaam, maar omdat titanium lichtgewicht en sterk is, is het mogelijk om patiëntspecifieke vervangingen die minder dan 250 gram wegen, in 3D te printen. Dankzij het succes van het 3D-geprinte implantaat herstelde de patiënt volledig en hervatte hij een normaal leven zonder afhankelijk te zijn van externe machines om hem te helpen ademen.
In een proef met enkelbotvervangingschirurgie met op maat gemaakt 3D-geprint titanium Talas-bot rapporteerden patiënten positieve resultaten. Door de botvervanging had de patiënt geen totale enkelvervanging nodig. De talus is een zeer specifiek anatomisch kenmerk van de patiënt en vereist een uniek 3D-onderdeel dat is ontworpen op basis van de CT-scangegevens van de patiënt.
De Amerikaanse Food and Drug Administration heeft in 2023 een groot aantal 3D-geprinte titaniumimplantaten goedgekeurd, voornamelijk met betrekking tot wervelkolomimplantaten.
Restor3d's eerste volledig metalen (titanium) 3D-geprinte patiëntspecifieke apparaat voor enkelartroplastiek zal in 2023 worden goedgekeurd.
SurGenTec's posterieure 3D-geprinte titanium sacro-iliacale gewrichtsfusiesysteem, Tilink-P, zal in 2023 worden goedgekeurd.
Het Tri-Largo Cervical Interbody System van FloSpine, een 3D-geprint implantaat ter ondersteuning van de wervelkolom, zal in 2023 goedkeuring krijgen van de FDA.
Het 3D-cervicale interbody-fusiesysteem van Eminent Spine (3D-geprinte titaniumconfiguratie) zal in 2023 goedkeuring krijgen van de FDA.
Het titanium Blackhawk Ti 3D-geprinte cervicale spacersysteem van ChoiceSpine zal in 2023 goedkeuring krijgen van de FDA.
Corelink's Siber Ti sacro-iliacale gewrichtsfusiesysteem (poreus, nano-oppervlak, 3D-geprint titaniumimplantaat) zal in 2023 goedkeuring krijgen van de FDA.
3. Fietsen
3D-geprint titanium is bijna gemeengoed in de hedendaagse high-performance fietsen, waarbij elk grammetje gewicht telt en hoge sterkte van cruciaal belang is. Gebruikt in cranks, remgrepen, sturen, achtervorkhangers en zelfs volledige frames, heeft titanium bewezen zo sterk te zijn als aluminium, zo licht als koolstofvezel, en zonder de duurzaamheidsuitdagingen van koolstofvezel.
Onlangs legde fietsenfabrikant Carbon Wasp uit waarom het aluminium en koolstofvezel achterwege liet ten gunste van 3D-geprint titanium voor zijn nieuwste aftermarket-crankarmen.
Over volledige frames gesproken, fietsenmaker Angel Cycle Works zegt dat het een volledig titanium frame in een lichtgewicht onderdeel 3D heeft geprint, wat verantwoordelijk was voor kritische seconden in racetijden en een nieuwe ontwerpgeometrie mogelijk maakte. De nieuwe superbike, genaamd Heaven, is 400 gram lichter dan de vorige versie. Een ander volledig titanium frame dat Pilot dit jaar introduceerde heet de Pilot Seiren. Het frame van de racefiets is volledig 3D-geprint in titanium (in drie delen). Het bedrijf zegt dat het 3D-geprinte titanium het mogelijk maakt de fiets aan te passen aan de wensen van de rijder, en dat het frame geen verf of coating nodig heeft.
4. Lucht- en ruimtevaart
In de lucht- en ruimtevaartindustrie worden momenteel verschillende op titanium gebaseerde additieve componenten commercieel en militair gebruikt, en vele andere prototypes worden momenteel gecertificeerd door de Federal Aviation Administration (FAA). 3D-geprint titanium staat hoog aangeschreven vanwege zijn lage " buy-to-fly"-ratio, een luchtvaartterm die verwijst naar de correlatie tussen het gewicht van het oorspronkelijke materiaal en het gewicht van het gedrukte onderdeel.
Verschillende contractfabrikanten die gespecialiseerd zijn in de lucht- en ruimtevaart-, defensie- en ruimtevaartmarkten, zoals Primus Aerospace, StarHagen Aerospace en Zeda, hebben geïnvesteerd in 3D-printers die zowel prototypes als definitieve titaniumonderdelen kunnen produceren.
In 2023 kondigde GKN Aerospace plannen aan om een enorme 3D-printcel te bouwen voor het 3D-printen van titanium vliegtuigconstructies als onderdeel van het nieuwe Global Technology Center in Texas. De printer, genaamd Cell 3, kan titaniumonderdelen tot vijf meter lang maken.
5. Productie
Om heel andere redenen is halfgeleiderfabrikant ASML overgestapt op het 3D-printen van titanium en laat nu zijn titanium carrier tray preforms (voor waferproductie) 3D-printen in plaats van gesmeed, waardoor 64% wordt bespaard op grondstoffen en deze sneller worden geleverd. Norsk Titanium, een metaal Additive Manufacturing-bedrijf dat een DED-platform (Directed Energy Deposition) gebruikt, print 80 kilogram bijna-netvormige preforms (voor de productie van halfgeleiderwafels) in Ti64.
Norsk werkte samen met haar Nederlandse partner Hittech Group om de preforms te ontwikkelen, die volgens Norsk worden gebruikt in de lithografiesystemen van ASML. ASML, eveneens gevestigd in Nederland, is tegen de achtergrond van het chiptekort van de afgelopen jaren een van de meest besproken bedrijven ter wereld. Concreet staat ASML bekend om het produceren van 's werelds enige extreem-ultraviolette (EUV) lithografiemachine.
Zelfs de Amerikaanse marine is begonnen met het adopteren van 3D-geprint titanium om tijd en geld te besparen en de afhankelijkheid van buitenlandse toeleveringsketens te elimineren. De marine werd geplaagd door lange doorlooptijden en een toeleveringsketen die gebruik maakte van dure, koolstofintensieve titaniumgrondstoffen, omdat ze niet over de binnenlandse capaciteit beschikte om de grote titaniumgietstukken te vervaardigen die nodig zijn voor hoogwaardige centrifugaalpompen. Maar binnenkort zal de marine, door samen te werken met een nieuwe binnenlandse partner, IperionX, om gerecycled titaniumpoeder te produceren en met Carver Pump voor additieve productie, de mogelijkheid hebben om de levertijden voor cruciale onderdelen dramatisch te verkorten, de beschikbaarheid van apparatuur te verbeteren en de Amerikaanse infrastructuur duurzaam te herconfigureren. kritische titaniumtoeleveringsketen.
