1 Преглед на технологията за 3D печат на метал
Металният 3D печат, понякога наричан производство с метални добавки, е техника, при която сложни триизмерни структури се създават чрез наслагване слой по слой на метални прахове или жици. Той позволява на дизайнерите да генерират практически всякаква форма на част направо от цифрови модели директно от цифрови модели, като по този начин надхвърлят ограниченията на конвенционалното субтрактивно производство или производство на еднакви материали и елиминират необходимостта от форми или сложни приспособления. Заедно със значително съкратените производствени цикли и по-малкото загуба на материали, този метод повишава прецизността на производството.
2 механизма на метален 3D печат, подобряващи сеизмичната устойчивост на космическия кораб
прецизно изграждане на трудни сгради
Общата сеизмична устойчивост на космическите кораби зависи критично от техните структурни компоненти, особено тези, свързани със свързващите секции и поддържащите конструкции. Със сложни геометрични форми и вътрешни структури - като пчелна пита, мрежа или порести структури - които могат ефективно да абсорбират и разпределят енергията на вибрациите, технологията за 3D печат на метал може да прави прецизно части, като по този начин подобрява здравината и сеизмичните характеристики на структурата. Например, 3D печатни опори на двигателя могат да бъдат създадени с най-добри канали за поглъщане на енергия, за да се намали ефектът от вибрациите върху важни части.
Дизайн с леко тегло
Стабилността и сеизмичната устойчивост на космическия кораб се влияят значително от теглото му. Чрез използване на структурно подреждане и разпределение на материала, технологията за 3D печат на метал може да стане олекотена, без да се компрометира структурната цялост. Освен че намалява разходите за изстрелване и обема на космическите кораби, лекият дизайн подобрява скоростта на реакция и стабилността при динамични натоварвания. Например, 3D отпечатаните леки рамки с висока якост могат драстично да спестят тегло и да подобрят общото сеизмично представяне, като същевременно гарантират структурна твърдост.
Паралелно производство
Докато технологията за 3D печат на метал може да постигне интегрирано производство, интегрирайки много функционални компоненти в едно цяло, намалявайки точките на свързване и заварките, като по този начин намалява риска от структурни повреди, причинени от повреда на връзката, традиционните производствени техники понякога изискват много компоненти да бъдат сглобени в един структура. Освен че повишава общата цялост и стабилност на конструкцията, интегрираният дизайн помага за намаляване на грешките при сглобяване и подобряване на сеизмичните характеристики.
Оптимизиране на производителността и иновация на материалите
Използването на няколко високопроизводителни сплавни материали - като титанови сплави, сплави на основата на никел и др. - Металната 3D технология за печат има смисъл. Отличната якост, твърдост и устойчивост на висока температура на тези материали ги правят перфектни кандидати за повишаване на сеизмичната устойчивост на космически кораби. Освен това, чрез модифициране на параметри за печат като дебелина на слоя и скорост на сканиране, механичните характеристики и микроструктурата на материала могат да бъдат допълнително настроени, за да задоволят по-добре сеизмичните критерии на космическия кораб.
3 Пример за приложение на метален 3D печат за подобряване на стабилността на космическия кораб
Структурни елементи за сателити: Структурните елементи, включително сателитни рамки и скоби за антени, се произвеждат с помощта на метални 3D технологии за печат. Тези елементи не само притежават ниско тегло и голяма здравина, но също така ефективно издържат на вибрации по време на изстрелване и микрометитни удари в космическата среда.
Конструкция на крака на спускаемия модул: Трябва да се избягват огромни удари при кацане в спускаемия модул, използван в проекта за изследване на Марс. Проектирането на компоненти на крака със свойства за поглъщане на енергия помага на технологията за 3D печат на метал да гарантира стабилно кацане на кацащия апарат на труден терен.
Лопатките на турбината на двигателя, горивните камери и други компоненти - които имат по-голяма термична ефективност и по-сложни охлаждащи канали - се произвеждат с помощта на технология за 3D печат на метали, което подобрява стабилността и издръжливостта на двигателя и едновременно с това повишава неговата сеизмична устойчивост при много екстремни условия.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/pure-titanium-3d-printed-metal-denture.html