Стойността на системите за термична защита за космически кораби
Освен аеродинамичното нагряване, създадено по време на високоскоростен полет, космическите кораби изпитват редуващи се въздействия на много високи и ниски температури по време на космически полет. Трябва да се изградят ефективни системи за термична защита, за да се спре топлинното увреждане на вътрешната структура и оборудването на космическите кораби, като по този начин се гарантира тяхната безопасност. Освен устойчивост на високи температури, системата за термична защита трябва да има превъзходни изолационни характеристики и лека конструкция, за да се сведе до минимум ефектът върху общото тегло на космическия кораб.
Две предимства на металния 3D печат за системи за термична защита
Изграждане на сложни конструкции
Сложни геометрични форми и вътрешни структури, включително конструкции тип пчелна пита, многослойни изолационни материали и т.н., определят системите за термична защита на космическите кораби. Докато технологията за 3D печат на метал може лесно да достигне до тези сложни структури, традиционните производствени техники са предизвикателство да се справят с тях. Металният 3D печат може да произведе термозащитни компоненти със сложни форми и голяма точност чрез прецизно регулиране на процеса на отлагане и втвърдяване на метален прах, включително изолационни плочки, термозащитни слоеве и др.
Олекотена конструкция
Изключително високите критерии за лек дизайн за космически кораби не само повишават ефективността на летене, но и удължават издръжливостта. Посредством идеален структурен дизайн технологията за 3D принтиране на метал осигурява лека вътрешна структура на артикулите, без да компрометира техните механични характеристики. Например, леки компоненти със сложни структури на пчелна пита или армировка от непрекъснати влакна могат да бъдат произведени с помощта на технология за 3D печат на метал, като по този начин се подобрява изолационната ефективност на системите за термична защита, като същевременно се намалява теглото.
Оптимална производителност на материала
Използвайки няколко високоефективни метални прахообразни материали – като титанови сплави, сплави на базата на никел и др. – които имат изключителна устойчивост на висока температура, устойчивост на окисляване и устойчивост на корозия – технологията за 3D печат на метал може да създаде чрез технологията за 3D печат на метал, тези високоефективните материали могат да бъдат точно отложени върху важни компоненти на системите за термична защита, като по този начин се повишава тяхната обща надеждност и производителност.
бързо прототипиране и итеративно развитие
Проектирането и оптимизирането на системата за термична защита на космическия кораб се нуждае от няколко итерации, а конвенционалните техники за обработка и сглобяване ще загубят много време и пари в такива итеративни дейности. Прототипите могат да бъдат произведени бързо и разумно чрез метална 3D технология за печат, следователно драстично намалява цикъла на итерация и ускорява времевата разлика от дизайна на продукта до практическата употреба. Това ускорява оптимизацията на дизайнерите на производителността и структурата на системата за термична защита, като по този начин повишава надеждността и безопасността на космическите кораби.
конкретни приложения на металния 3D печат в системи за топлинна защита
Производство на топлоизолационни плочки
Неразделна част от системите за термична защита на космическите кораби, топлоизолационните плочки помагат за предпазване на вътрешната структура на космическите кораби от повреда, предизвикана от високотемпературни газове. Докато технологията за 3D печат на метал може лесно да изпълни сложни проекти, традиционните производствени техники са предизвикателство за работа с изолационни плочки. Прецизният контрол на техниката на отлагане на метален прах позволява производството на изолационни плочки със сложна геометрична форма с голяма точност, като по този начин се подобряват техните изолационни характеристики и надеждност.
Производство на термозащитен слой
Обикновено се намира извън космическия кораб, термичният защитен слой помага да се устои на аеродинамичното нагряване, произведено по време на полет с висока скорост. Посредством леки термозащитни слоеве с непрекъсната армировка от влакна, технологията за 3D принтиране на метал може да генерира подредби в определени посоки, за да подобри здравината и изолационния капацитет на термичния защитен слой. Едновременно с това технологията за 3D принтиране на метал може също така да осигури персонализиране на слоя за термична защита, като по този начин оптимизира дизайна, за да отговаря на конкретните изисквания на космическия кораб.
Производство на двигателни дюзи
Неразделна част от космическия кораб, дюзата на двигателя пряко влияе върху надеждността и ефективността на полета на превозното средство. Дюзи за двигатели със сложни форми и голяма точност, като тези с охлаждащи канали, могат да бъдат произведени чрез технология за 3D печат на метал. Наред с увеличаването на ефективността и стабилността на изгаряне на двигателя, тези дюзи спомагат за намаляване на теглото и цената на системата за термична защита.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-cochlear-hearing-aids.html