1. Състоянието на сегашното приложение на технологията за 3D печат на метал в самолети
Технологията за 3D печат на метали се прилага широко в самолетната индустрия за производство на важни части като двигатели, горивни камери и турбинни перки. Например първият местно произведен двигател с течен кислород и керосин с електрическа помпа с иглени болтове, използващ технология за 3D принтиране, е течният ракетен двигател „Thunder-5“ от Deep Blue Aerospace. Регулирането на диапазона на тягата е 50% -110%; максималната му вакуумна тяга е 50kN. Освен това значително намалява производствените разходи и времето за доставка, SpaceX широко използва 3D отпечатани части в ракетните двигатели Falcon 9 и SuperDraco, с голяма здравина, пластичност и устойчивост на счупване.
2. Идея и предимства на технологията за триизмерен многоматериален печат
Усъвършенстван метод на производство, известен като мулти-материален 3D печат, позволява композитен печат на няколко материала. Той позволява интегрирането на няколко материала в един компонент, като по този начин се произвеждат сложни структурни продукти, които отговарят на няколко цели и критерии за ефективност и са предизвикателство с конвенционалните производствени техники. Тази технология предлага повече възможности за създаване на конкретни функционални компоненти с по-добра производителност.
Технологията за 3D печат с много материали се отразява най-вече в следните характеристики в космическата област:
Вариативност в дизайна: Техниката за формиране на наслагване на 3D печат позволява на дизайнерите да конструират сложни геометрични форми, като по този начин увеличават творческата си гъвкавост. Дизайнерите могат да осъществят комбинации от няколко материала в един и същи модел, като използват печат с много материали, за да задоволят различни критерии за функционалност и ефективност.
Техниката за 3D печат с много материали може да побере огнеупорни метали и високопроизводителна керамика сред други метални и керамични прахообразни материали. Това предлага средства за създаване на металокерамични композитни конструкции с разнообразни химични и физични характеристики.
Технологията за 3D печат с множество материали може да използва предимствата на 3D печата с голяма сложност, формиращи структура, за създаване на композитни материали и елементи със сложна структура, които не могат да бъдат произведени с конвенционални средства.
Технологията за 3D печат с много материали може да осигури интегрирано формоване на структурни компоненти от двоен материал, като по този начин се избягват проблемите, произтичащи от сглобяването на много компоненти в конвенционалните процеси и така се помага за подобряване на общата производителност и надеждност на структурите от двоен материал.
3. Случаи на приложение на технологията за 3D печат в аерокосмическото поле: Компоненти на двигателя Компонентите на аерокосмическия двигател, включително турбинни лопатки, горивни камери и т.н., са ефективно произведени с помощта на технологии за 3D принтиране на метал. Отпечатването с използване на няколко материала позволява значително намаляване на теглото, като същевременно гарантира външната структура и общата здравина, като по този начин оптимизира икономията на гориво и ефективността на самолета. Използвайки технологията за производство на добавки за насочено енергийно отлагане DED, НАСА, например, отложи биметални материали в задния край на GRCop-42 медната камера, създавайки високоякостно аксиално съединение от желязо-никелови суперсплави за дюзата на ракетната тягова камера, така че постигане на непрекъснато охлаждане и решаване на някои дизайнерски предизвикателства и проблеми с интерфейса при дизайна на болтовата връзка.
Компании като Deep Blue Aerospace, SpaceX и Skyroot Aerospace ефективно са произвели ракетни двигатели, използвайки технологии за 3D печат. Сред тях Dhawan-1, Skyroot Aerospace изстреля първия ракетен двигател, използващ 100% 3D отпечатани горивни инжектори, и го тества успешно на своята ракета носител Vikram I. Компанията е намалила качеството на двигателя с 50%, използвайки технологията за 3D печат, необходимите компоненти за конструкцията му наполовина, а времето за доставка на продукцията му с 80%.
Процесът PEP (прахообразно екструдиране), разработен от Sublimation 3D, е творческа индиректна технология за 3D печат за метал/керамика, която вече не може да бъде ограничена до производството на един материал и в голяма степен отговаря на нуждите на сложни композитни продукти за печат. Тази технология постига комбиниран печат на няколко материала чрез използване на независим 3D принтер с двойна дюза, който може да печата метални и керамични материали едновременно или алтернативно. В бързото развитие и производство на метални/керамични мултиматериали, метални/керамични композитни материали и техните продукти в аерокосмическия сектор тази технология намира широк потенциал за приложение.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-conformal-cooling-mold.html