Със своята голяма точност, ефективност и производителност, технологията за 3D печат на метали донесе радикални подобрения в производствения сектор на космическата промишленост в днешната бързо напредваща космическа технология. Особено при използването на сплави с ниска плътност и висока якост, тази техника значително намалява производствените разходи и производствените цикли в допълнение към повишаването на качеството на производство на детайлите. Две често срещани сплави с висока якост и ниска плътност, титанова сплав и алуминиева сплав, показаха изключителна производителност при 3D печат на метали в аерокосмическия сектор.
Ефективност на печат от титаниева сплав 3-D
Поради своята голяма здравина, ниска плътност и превъзходна устойчивост на корозия, титановите сплави са абсолютно незаменими в областта на металния 3D печат. Титановите сплави имат особено широко приложение в космическата индустрия. Те не само облекчават самолетите, но също така запазват стабилни характеристики в взискателна среда. Чрез технологията за 3D печат могат да се произвеждат титанови сплави за създаване на части със сложен дизайн и изключителна производителност, включително рамки, лопатки за авиационни двигатели и т.н., като така се повишава надеждността и производителността на самолетите.
Сред двете често използвани техники в технологията за 3D печат на метали за части от титанови сплави са селективното лазерно топене (SLM) и топенето с електронен лъч (EBM), най-вече в зависимост от технологията за топене на прахов слой. Използвайки високоенергийни лазерни лъчи или електронни лъчи, тези технологии покриват прах от титаниева сплав, за да създадат предвидената форма на детайла. Отпечатаните парчета имат голяма точност на размерите и добро качество на повърхността поради точния контрол на лазерни или електронни лъчи, както и хомогенното разпределение на прах от титанова сплав; могат да се използват прави без допълнителна обработка.
Освен че подобрява прецизността на производството и качеството на продуктите, технологията за 3D печат от титаниева сплав значително насърчава икономията на материали. Въз основа на данните от триизмерния модел на частите, той може точно да управлява количеството използвани материали, като по този начин предотвратява загуба на материал и отпадъци по време на следващата обработка. Освен това, 3D печатът на титанови сплави е доста добър при обработката на сложни извити компоненти. Натрупването слой по слой позволява лесно да се изграждат предмети със сложни извивки, форми или кухини, без да се налагат трудоемки техники за рязане и обработка.
Освен лопатки и рамки на двигатели, технологията за 3D печат от титаниева сплав се прилага широко в космическата индустрия за производство на важни части от космически кораби, включително колесник и връзки. Тези части изискват ниска плътност и голяма якост, както и добра устойчивост на умора и корозия. Тези нужди могат да бъдат задоволени и производителността и надеждността на космическите кораби могат да бъдат подобрени от технологията за 3D печат от титаниева сплав.
Ефективност на триизмерен печат от алуминиева сплав
Поради своята лека, голяма здравина и прилична топлопроводимост, алуминиевата сплав също е доста предпочитана в областта на металния 3D печат. Технологията за 3D печат от алуминиева сплав се прилага широко в секторите на космическата промишленост и автомобилостроенето за производство на леки части, включително радиатори, опори на двигателя и т.н. Чрез интелигентен дизайн инженерите могат да генерират леки и здрави компоненти, като така подобряват икономията на гориво и производителността на продукта .
Особено селективна технология за лазерно топене (SLM), технологията за топене на прахообразно легло също помага за подобряване на технологията за 3D печат на алуминиева сплав. Под действието на лазерен лъч, разтопен и втвърден слой по слой прах от алуминиева сплав формира много прецизно и с отлично качество на повърхността части. Наред със значителното намаляване на производствените разходи и производствените цикли, технологията за 3D печат от алуминиева сплав подобрява прецизността на производството и качеството на артикулите.
Производството на сложни форми изисква особено технологии за 3D печат от алуминиева сплав. В аерокосмическия сектор, например, обшивките на самолети, дългите рамки на фермите, стенните панели и други части се произвеждат масово от алуминиеви сплави. Тези части изискват не само ниска плътност и голяма здравина, но и изключителна формоспособност и устойчивост на корозия. Тези нужди могат да бъдат задоволени и ефективността на производството и качеството на частите могат да бъдат повишени чрез използване на технология за 3D печат от алуминиева сплав.
Освен това технологията за 3D принтиране на алуминиева сплав е подходяща за направата на уникални сплави с устойчивост на висока температура, голяма здравина и голяма издръжливост. Например, основните компоненти на гъвкавия механизъм за разгръщане на слънчевото крило на експерименталния модул за изследване на небето и адаптерите на няколко експериментални шкафа са ефективно използвани в новия композит от алуминиева матрица, разработен от Института по метали на Китайската академия на науките. Тези уникални експлоатационни сплави могат да задоволят специфичните изисквания на високоефективните материали в аерокосмическия сектор чрез ниска плътност и висока якост, както и чрез силна устойчивост на износване, добра амортизация и устойчивост на умора.
Предимства на сплави с ниска плътност и висока якост за използване в самолети
Използването на метали с ниска плътност и висока якост в космическото пространство не само повишава качеството на производство, но също така предлага различни предимства. На първо място, тези сплави могат драматично да олекотят самолетите, да увеличат летателните характеристики и икономията на гориво. Например, произведените компоненти са по-леки, тъй като плътността на титановата и алуминиевата сплав е много по-ниска от тази на конвенционалните метални материали като неръждаема стомана.
Второ, високоякостните сплави с ниска плътност могат да запазят стабилна производителност при трудни условия и да покажат добра устойчивост на корозия и устойчивост на умора. За производството на компоненти, които работят в корозивна среда, титановите сплави, например, имат голяма устойчивост на корозивни среди, включително киселини и основи. Добрата формоспособност и устойчивостта на корозия на алуминиевата сплав я правят подходяща за производство на компоненти със сложна форма.
Освен това технологиите за 3D печат на сплави с ниска плътност и висока якост подобряват използването на ресурсите и ефективността на производството. Отпадъците и загубите на материали по време на по-късна обработка са намалени чрез точен контрол на потреблението на материали, като се използва технология за натрупване слой по слой. Едновременно с това технологията за 3D печат може бързо да създава части със сложна форма, да съкращава производствените цикли и да понижава производствените разходи.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printed-prototype-of-lightweight-rocket.html