Технология за 3D печат на метал: Резюме
Металният 3D печат, понякога наричан производство с метални добавки, е техника, при която триизмерни неща се създават чрез наслагване слой по слой на метални прахове или жици. Металният 3D печат се различава от конвенционалните субтрактивни или еквивалентни техники за производство на материали по това, че може точно да "отпечата" метални материали в предвидената форма в зависимост от компютърните модели, вместо да използва матрици. Освен значително увеличаване на прецизността на компонентите, тази производствена техника "от нулата" дава на дизайнерите нечувана досега свобода на дизайна.
Идеята за подобряване на здравината чрез метален 3D печат
Основните причини, поради които технологията за 3D принтиране на метали може да бъде донякъде значима за подобряване на здравината, са свързани най-вече със следните характеристики:
Техниката за 3D печат на метал може да създаде дебела микроструктура чрез точно управление на процеса на топене и втвърдяване на всеки слой метален прах, като по този начин намалява дупките и дефектите и по този начин увеличава общата здравина на компонентите.
Разпределение на оптимизирани материали: Чрез топологична оптимизация и други технически инструменти в зависимост от стресовата ситуация на компонентите, дизайнерите могат да увеличат максимално разпределението на материалите в процеса на метален 3D печат, така че материалите да бъдат подсилени в ключови зони на напрежение и подходящо намалени в некритични зони, като по този начин се гарантира здравина и намаляване на теглото.
Усъвършенстван избор на материали: Сред металните материали с висока производителност, налични за метален 3D печат, са титаниеви сплави, високотемпературни сплави на основата на никел и др. Тези материали могат да задоволят строгите критерии за якост на компонентите в аерокосмическия сектор с изключителните си качества на висока здравина, голяма издръжливост и силна устойчивост на корозия.
Комбинирането на технология за 3D принтиране на метал със сложен софтуер за анализ на напрежението позволява прецизен анализ на напрежението върху компонентите, прогнозиране и оптимизиране на техните условия на напрежение, като по този начин се повишава здравината на компонентите.
Приложение за 3D печат на аерокосмически компонент метал
Технологията за 3D принтиране на метал се прилага широко в самолетостроенето за производството на няколко важни компонента, включително лопатки на двигателя, турбинни дискове, горивни камери, колесник и др. Тези части трябва да издържат на доста високи температури и налягания и се нуждаят от голяма здравина в допълнение към сложния си дизайн .
Използвайки авиационни двигатели като пример, човек открива много важни части в тях, включително турбинни лопатки с ниско налягане, горивни инжектори и т.н. Чрез идеален дизайн и избор на материали технологията за 3D печат на метал не само гарантира точното производство, но и значително увеличава здравина и дълготрайност на компонентите. Например, въпреки че запазват голямо съотношение на якост и тегло, лопатките на турбината с ниско налягане, съставени от сплав TiAl, са около 50% по-леки от конвенционалните високотемпературни сплави на базата на никел, като по този начин намаляват теглото на цялата турбина с ниско налягане.
Освен това с металния 3D печат е възможно директното производство на сложни дизайни с вътрешни охлаждащи канали, пореста конструкция и т.н. Чрез максимизиране на потока и разпределението на материала, тези структурни форми повишават ефективността на разсейване на топлината и товароносимостта на компонентите, като по този начин подобряват тяхната здравина .
Значителното влияние на металния 3D печат носи
Използването на метална технология за 3D печат за увеличаване на здравината на аерокосмическите компоненти не само повишава надеждността и производителността на частите, но също така има следните основни ефекти:
По-ниски производствени разходи: Чрез намаляване на материалните отпадъци, опростяване на производствения процес и съкращаване на производствените цикли, технологията за 3D печат на метал намалява разходите за производство на компоненти.
По-висока ефективност на дизайна: Технологията за метален 3D печат дава на дизайнерите преди нечувана свобода на дизайна, позволявайки им да създават компоненти с по-висока производителност по-бързо и по този начин да подобрят ефективността на дизайна.
Ускоряване на темпото на представяне на нови продукти: Бързото производство на прототипи и тестови части, станало възможно благодарение на технологията за 3D печат на метал, ускорява процеса на тестване и валидиране на нови артикули, като по този начин ускорява темпото на пускане на нови продукти.
Приложната технология за 3D печат на метали стимулира технологичните иновации в аерокосмическия сектор чрез нови материали, процеси и технологични изследвания и поддръжка на приложения.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-aluminium-racing-car-radiator.html