1 Технология за 3D печат на метал: Концепции
Подреждането слой по слой задвижва основата на технологията за 3D печат на метал. Металните прахове или жици се разтопяват и наслояват слой по слой чрез точно манипулиране на източници на топлина като лазерни лъчи или електронни лъчи, като по този начин се изграждат триизмерни твърди обекти. Този подход драстично намалява цикъла на проектиране до производство чрез реализиране на директно преобразуване от цифрови модели към физически обекти.
2 Използване на метален 3D печат в производството на компоненти на самолетни двигатели
Сложните геометрични форми и вътрешни структури, включени в компонентите на авиационни двигатели, понякога затрудняват манипулирането при използване на конвенционални производствени техники. Чрез точно регулиране на процеса на топене, за да се постигне директно производство на сложни структури, като охлаждащи канали за турбинни лопатки и сложни вътрешни камери за горивни камери, технологията за 3D принтиране на метал може лесно да разреши тази трудност.
Една от основните цели на дизайна на самолетния двигател е лекото тегло, което пряко влияе върху летателните характеристики и икономията на гориво. Чрез подобряване на дизайна на частите - като използване на техники за оптимизиране на топологията - технологията за 3D печат на метали позволява на дизайнерите да намалят драстично теглото, като същевременно поддържат структурна здравина и твърдост.
Технологията за 3D принтиране на метали може да управлява набор от високоефективни метални материали, включително ключови в самолетните двигатели: високотемпературни сплави, титанови сплави и сплави на основата на никел. Прецизната форма на тези материали може да бъде получена при запазване на изключителните им механични качества и термична стабилност чрез прецизен контрол на процеса на топене.
Бързото създаване на прототипи и тестване са абсолютно жизненоважни за развитието на авиационни двигатели. Бързо превръщайки чертежите във физически части, технологията за метален 3D печат ускорява процесите на продуктова итерация и оптимизация, помага за съкращаване на циклите на разработка и по-ниски разходи за разработка.
Три предимства на металния 3D печат за производство на компоненти на авиационни двигатели
Подобряване на ефективността и точността на производството: Чрез прецизно управление на процеса на топене, технологията за 3D печат на метал може да постигне високо прецизно производство и по-малко грешки при обработката. Едновременно с това тази техника намалява няколко процедури и приспособления в конвенционалното производство, като по този начин повишава ефективността на производството.
Въпреки че първоначалните разходи за оборудване за 3D печат на метал са малко скъпи, с течение на времето тази технология може значително да минимизира производствените разходи чрез намаляване на материалните отпадъци, съкращаване на производствените цикли и намаляване на процентите на скрап.
Технологията за метален 3D печат може да произвежда компоненти със сложни структури и идеално разпределение на материала, като по този начин повишава здравината и издръжливостта на компонентите и удължава техния експлоатационен живот.
4 Проблеми и решения
Високи разходи за материали:
Големият разход на метални прахове с висока производителност ограничава широкото използване на техниката за 3D печат на метал. Отговорът изисква създаване на евтини метални прахообразни материали, рационализиране на техниките за печат и най-доброто използване на наличните материали.
Намалена скорост на печат:
Особено за големи компоненти, технологията за 3D печат на метал има малко ниска скорост на печат. Заедно с внедряването на техника за паралелен печат, отговорът се състои в създаването на технология за печат с множество дюзи и оборудване за високоскоростен печат.
Процесът на последваща обработка е сложен:
За да се гарантира тяхната производителност, металните 3D отпечатани компоненти могат да изискват набор от третирания за последваща обработка като обработка на повърхността, топлинна обработка и т.н. Разработването на нови технологии и оборудване за последваща обработка, както и оптимизирането на параметрите на процеса след обработката са част решение.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/ti6al4v-titanium-3d-printing-boring-tools.html