1. Приложения за метален 3D печат на аерокосмическо оборудване
В самолетостроенето технологията за 3D печат на метал обслужва най-вече производството на сложни структурни компоненти. Тези структурни елементи, които варират от компоненти на ракетен двигател до структурни компоненти на крилото на самолета, лопатки на двигателя и компоненти на колесника, често притежават леки, високоякостни и сложни форми. Интегрирано формоване на сложни структури, подобрена производителност и надеждност на продукта и значително съкратени производствени цикли и спестяване на разходи са постижими с помощта на технологията за 3D печат на метал.
За производството на ракетни двигатели, например, технологията за 3D печат на метал се прилага за създаване на важни части като горивни камери, турбопомпи и горивни инжектори. Тези части имат сложен дизайн и строги стандарти за производствена прецизност и изпълнение на материала. Интегрираното формоване на сложни конструкции може да бъде постигнато с технологията за 3D печат, като по този начин се подобрява производителността и надеждността на двигателя. По същия начин технологията за 3D печат на метал се прилага широко в производството на самолети за производство на части, включително лопатки на двигателя, колесник и конструкции на крила.
2. Стратегии за контрол на качеството на 3D печат на аерокосмическо оборудване
Металният 3D печат в контрола на качеството на оборудването на самолетите е многообразен и решаващ процес с няколко връзки и съображения. Това са някои често използвани техники за контрол на качеството:
Контрол на качеството на праха: Основният консуматив за метален 3D печат е метален прах, чието качество пряко влияе върху производителността на отпечатания продукт. Поради това строгият контрол на размера на частиците, формата, чистотата и течливостта на праха е абсолютно жизненоважен. Характеристиките на металните прахове с добър клас трябва да бъдат малки частици, ниско съдържание на кислород, голяма сферичност и голяма насипна плътност. Освен това, за да се гарантира, че прахът отговаря на критериите за производство, трябва да се извърши цялостен скрининг и тестване.
Контрол на процеса на печат Перфектен контрол на параметрите на печат - включително лазерна мощност, скорост на сканиране, дебелина на слоя и температура на печат - е необходим при 3D печат на метал. Изборът на тези параметри пряко влияе върху производителността и качеството на произвежданите стоки. Следователно са необходими усъвършенствани машини за печат и системи за контрол, за да се гарантира стабилността и надеждността на процеса на печат. Едновременно с това трябва да се следи и да се предлагат коментари в реално време за процеса на печат, да се променят своевременно параметрите на печат, за да се гарантира, че произведените стоки отговарят на критериите по отношение на качество и производителност.
Контрол на качеството на последваща обработка: След завършването на металния 3D печат са необходими задачи за последваща обработка, включително повърхностна обработка, термична обработка и премахване на поддържащи структури. Крайното качество и производителност на произведените стоки зависят много от тези техники за последваща обработка. Поради това е наложително да се регулира строго процесът на последваща обработка, за да се гарантира, че всеки етап отговаря на производствените критерии. Например, трябва да се използват подходящо оборудване и техники, докато се премахва носещата конструкция, за да се предотврати повреда на отпечатания продукт. За да се гарантира производителността и надеждността на печатните стоки, е наложително да се управляват внимателно променливите, включително температурата и времето, както по време на обработката на повърхността, така и по време на термичната обработка.
Необходима е поредица от дейности по безразрушителен тест и контрол на качеството, за да се гарантира, че качеството и производителността на металните 3D отпечатани елементи отговарят на нуждите. Сред тези задачи са тестове с магнитни частици, рентгенови лъчи, ултразвук, вихрови токове, тестове. Мониторингът в реално време и оценката на вътрешната структура и дефектите на повърхността на печатните стоки могат да се извършват с помощта на тези техники за откриване. Едновременно с това трябва да се разработи добра система за контрол на качеството и механизъм за проследяване, за да се гарантира, че надеждността и качеството на всеки продукт могат да бъдат доста гарантирани.
3. Предизвикателства в контрола на качеството на 3D печат на аерокосмическо оборудване
Технологията за 3D печат на метали все още има известни трудности при контрола на качеството, въпреки че предлага голям потенциал за развитие и широки възможности за приложение в авиокосмическия сектор.
Неточност на характеристиките на материала: Има само няколко материала, използвани в металния 3D печат, и производителността на партидите варира значително. Контролът на качеството пострада много от тази нестабилност. Следователно е от съществено значение да се изгради задълбочена база данни за характеристиките на материалите и критерии за контрол на качеството, като по този начин се засили проучването и тестването на характеристиките на материалите.
Сложността на техниката на печат: Методът за 3D печат на метал избира и контролира определени параметри и се състои от няколко етапа. Качеството и производителността на печатните стоки могат да бъдат значително подобрени чрез малки корекции на тези фактори. По този начин бързото идентифициране и разрешаване на проблеми зависи от точния контрол и наблюдението в реално време на процеса на печат.
Технологията за последваща обработка има няколко ограничения: Крайното качество и производителност на металните 3D отпечатани обекти зависят до голяма степен от обработката им след обработка. Настоящите методи за последваща обработка обаче все още имат значителни ограничения, включително грапавост на повърхностната обработка, деформация по време на топлинна обработка и предизвикателства при премахването на поддържащи компоненти. Поради това е наложително да се повиши качеството и ефективността на последващата обработка чрез засилени изследвания и подобряване на процедурите за последваща обработка.
Технологията за безразрушителен тест има определени граници, въпреки че е доста полезна за управление на качеството на метални 3D отпечатани обекти. За някои малки вътрешни и повърхностни дефекти, например, методите за безразрушителен тест не могат да бъдат в състояние да ги намерят точно. Поради това е от съществено значение да се повиши точността на откриване и надеждността на технологията за безразрушителен тест чрез засилване на нейните изследвания и разработки.
4. Метален 3D печат: Бъдеща тенденция на развитие на контрола на качеството в аерокосмическото оборудване
Контролът на качеството на металния 3D печат в оборудването на самолетите ще покаже следните тенденции на развитие с оглед на продължаващия технологичен напредък и задълбочаващото се развитие на приложенията:
Автоматизация и интелект: Техниката за 3D печат на метал ще достигне до интелигентен и автоматизиран контрол с продължаващата еволюция на изкуствения интелект и IoT технологиите. Усъвършенстваните сензори и системи за управление помагат да се наблюдават и дават обратна връзка в реално време за промените в състоянието и параметрите на процеса на печат, което позволява ранно откриване и разрешаване на проблеми. Едновременно с това могат да се прилагат машинно обучение и големи данни, за да се увеличи максимално процеса на печат и прогноза, като по този начин се подобри производителността и качеството на произведените стоки.
Отлично качество и добра точност: Точността на печат на технологията за метален 3D печат и качеството на продукта ще продължат да се подобряват, докато се развива непрекъснато и в дълбочина. По-висока точност и по-добро качество на печатни стоки могат да бъдат получени чрез оптимизиране на параметрите на печат и прилагане на усъвършенствани процедури за последваща обработка. Това ще насърчи в още по-голяма степен внедряването и развитието на технологията за 3D печат на метали в аерокосмическия сектор.
Обхватът на приложение на технологията за 3D печат на метали в аерокосмическия сектор ще се разшири, тъй като нови материали и нови техники продължават да възникват и да се развиват. Усъвършенстваните техники за печат и новите метални прахове помагат да се даде възможност за производство на по-усъвършенствано и високопроизводително оборудване за самолети. Това ще предложи на аерокосмическия сектор стабилна подкрепа и насърчение за неговия растеж.
Стандартизирането и нормализирането на технологията за 3D печат на метал постепенно ще става все по-важна, тъй като се използва широко и се развива в аерокосмическия сектор. Създаването на задълбочена система от критерии и стандарти ще помогне да се гарантира производителността и качеството на металните 3D отпечатани стоки, така че да отговарят на съответните критерии и нужди. Това ще спомогне за насърчаване на широкото внедряване и напредък на технологията за 3D печат на метали в космическия сектор.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printed-injection-mold.html