1, idee de design care depășește constrângerile producției convenționale
Imprimarea 3D metal permite designerilor să producă elemente geometrice complexe, cu grade de libertate nemaiîntâlnite. În timp ce imprimarea 3D adaugă materiale strat cu strat, permițând teoretic orice formă de obiect atâta timp cât poate fi definită într-un model de computer, producția tradițională subtractivă, inclusiv tăierea, este limitată de traseele sculei și de îndepărtarea materialului. În special pentru componentele navelor spațiale, această funcție este deosebit de crucială, deoarece navele spațiale necesită uneori integrarea unor componente funcționale extrem de sofisticate, inclusiv structuri ușoare, schimbătoare de căldură de precizie, canale complexe de fluide etc., care sunt provocatoare sau costisitoare în producția convențională.
Designerii pot maximiza în mod liber structura componentelor folosind imprimarea 3D din metal pentru a obține cele mai bune performanțe mecanice, eficiență a managementului termic sau reduceri de greutate. De exemplu, tehnicile de optimizare topologică permit reducerea drastică a consumului de materiale componente în timp ce satisface criteriile de rezistență, permițând astfel îmbunătățirea sarcinii utile, precum și economia de combustibil a navelor spațiale.
2, Alegerea materialului: extinde domeniul de aplicare
Opțiuni bogate de materiale pentru piesele navelor spațiale, posibile prin tehnologia de imprimare 3D din metal, includ aliaje de titan, aliaje de temperatură înaltă, oțel inoxidabil și aliaje de aluminiu, printre altele. Datorită rezistenței mari, rezistenței la coroziune, stabilității la temperaturi ridicate și greutății ușoare, aceste materiale sunt utilizate pe scară largă în industria aeronautică.
În special aliajul de titan, cu densitatea sa scăzută și rezistența mare, a devenit materialul ales pentru componentele structurale ale navelor spațiale. Totuși, producția convențională de aliaje de titan este costisitoare și provocatoare; tehnologia de imprimare 3D metal poate elimina foarte mult aceste provocări. Optimizarea microstructurii pieselor din aliaj de titan poate fi obținută prin reglarea exactă a parametrilor de imprimare, îmbunătățind astfel performanța generală a acestora.
În plus, imprimarea 3D din metal permite utilizarea materialelor clasificate funcțional sau a materialelor compozite, care pot avea diferite caracteristici fizice, inclusiv duritate, densitate sau conductivitate termică în diferite zone, ceea ce este esențial pentru satisfacerea criteriilor de performanță ale pieselor navelor spațiale în medii extreme.
3, Optimizarea procesului înseamnă creșterea calității și eficienței producției.
Obținerea unei fabrici eficiente și de înaltă calitate a pieselor personalizate depinde de optimizarea procesului de imprimare 3D din metal. Aceasta acoperă modificarea exactă a parametrilor de imprimare (cum ar fi puterea laserului, viteza de scanare, grosimea stratului etc.), procesarea și reciclarea materialelor pulbere și îmbunătățirea operațiunilor de post-procesare, inclusiv tratamentul termic, tratarea suprafeței etc.).
Optimizarea constantă a parametrilor de imprimare ajută la reducerea semnificativă a apariției defectelor (cum ar fi porii, fisurile etc.), sporind astfel densitatea și calitățile mecanice ale pieselor. Caracteristica de construcție strat cu strat a tipăririi 3D metalice permite, de asemenea, încorporarea senzorilor, componentelor funcționale etc. în timpul procesului de imprimare, astfel încât să se obțină proiectarea și fabricarea integrată a pieselor, reducând astfel etapele de asamblare și îmbunătățind astfel fiabilitatea și eficiența întregului sistem. .
4, Aplicație practică: pasul de la fabricarea în masă la prototip
De la producția de prototipuri la producția de masă, utilizarea tehnologiei de imprimare 3D din metal în fabricarea pieselor de nave spațiale s-a extins progresiv. Pentru a produce componente importante, inclusiv piese de motor, rezervoare de combustibil și sisteme de protecție termică, de exemplu, agențiile spațiale precum NASA și ESA au adoptat tehnologia de imprimare 3D. Aceste componente nu numai că au performanțe mai bune, ci și reduc foarte mult ciclurile și cheltuielile de producție.
În plus, imprimarea 3D metalică oferă oportunități de reparații pe orbită și îmbunătățiri ale navelor spațiale. Astronauții pot crea sau înlocui imediat piesele rupte pe orbită purtând imprimante 3D și materiile prime necesare, crescând astfel considerabil flexibilitatea și capacitatea de operare durabilă a navelor spațiale.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminium-high-performance-radiator-by-3d.html