1, Temeljne ideje in prednosti kovinske tehnologije 3D tiskanja"-
3D-tiskanje kovin, včasih imenovano tudi aditivna proizvodnja kovin, je tehnika, pri kateri se tridimenzionalne stvari ustvarijo s plastjo za plastjo zlaganjem kovinskega prahu ali žic. Natančno odlaga kovinski prah ali žico pod računalniškim nadzorom, potem ko ga segreje do staljenega stanja z uporabo visokoenergijskih laserjev ali elektronskih žarkov, tako da se kopiči plast za plastjo, dokler ni izdelan popoln tridimenzionalni predmet. Ta pristop ne le znatno poveča porabo materiala, ampak tudi močno skrajša cikel razvoja izdelka.
Kovinski 3D-tiskanje ponuja številne pomembne prednosti v primerjavi s konvencionalnimi proizvodnimi tehnikami:
Visoka stopnja svobode oblikovanja: možno je hitro izdelati zapleteno notranjo konstrukcijo, kar je še posebej pomembno za več glavnih komponent v vesoljskih plovilih.
Visoka stopnja porabe materiala: Odpad materiala in poraba energije med proizvodnjo se zmanjšata z natančnim upravljanjem porabe materiala.
Visoka proizvodna učinkovitost poenostavi proizvodni proces in ga poveča z odpravo zahteve po kalupih in tehnikah sestavljanja.
Odlična zmogljivost prilagajanja: sposobnost hitrega razvoja in tiskanja potrebnih komponent na podlagi dejanskega povpraševanja, s čimer se izboljša odzivnost in prilagodljivost dejavnosti.
2, Namesto kovinskega 3D tiskanja funkcionalna integracija za izdelavo vesoljskih plovil
Vesoljsko plovilo je zelo integriran sistem, katerega več delov mora tesno sodelovati, da lahko opravi različne težke naloge. S svojimi posebnimi lastnostmi je tehnologija kovinskega 3D-tiskanja napredovala od izdelave ene komponente do sofisticirane funkcionalne integracije pri gradnji vesoljskih ladij.
Integrirana proizvodnja zapletenih konstrukcij
Številni pomembni deli vesoljskih plovil, kot so zgorevalne komore motorjev, sistemi cevi za gorivo itd., imajo zapletene geometrijske oblike in notranjo zgradbo. Medtem ko lahko tehnologija kovinskega 3D tiskanja zlahka reši te težave, tradicionalne proizvodne tehnike včasih težko dosežejo integrirano izdelavo teh komponent. Tehnologija kovinskega 3D-tiskanja lahko doseže integrirano proizvodnjo kompleksnih strukturnih komponent z natančnim upravljanjem dejavnikov, kot so temperatura, hitrost in natančnost med postopkom tiskanja, s čimer se izboljša natančnost izdelave in kakovost komponent.
kompozitni tisk, ki vključuje več materialov
Ekstremni okoljski pogoji, vključno z visoko temperaturo, visokim pritiskom in močnim sevanjem, lahko zahtevajo, da komponente v vesoljskih plovilih preživijo. Zato so običajno ti deli sestavljeni iz več visokozmogljivih materialov. Kompozitno tiskanje več materialov – vključno s titanovimi zlitinami, aluminijevimi zlitinami, zlitinami na osnovi niklja itd. – je mogoče doseči s tehnologijo 3D-tiskanja kovin. Poleg povečanja trdnosti in trdote komponent ta kompozitni tisk zagotavlja lahko zasnovo, s čimer se zmanjša skupna teža vesoljskega plovila.
Gradientna integracija funkcionalnih sistemov
Poleg odličnih mehanskih lastnosti morajo deli vesoljskega plovila zadovoljevati posebne funkcionalne potrebe. Gradientno integracijo funkcionalnih struktur – to je združevanje več različnih funkcionalnih struktur znotraj ene komponente – omogoča tehnologija kovinskega 3D tiskanja. Za integrirano gradientno aditivno izdelavo funkcionalnih struktur visokotemperaturnih zlitin in bakrovih zlitin v potisni komori motorja se lahko na primer uporabi tehnologija kovinskega 3D tiskanja. Poleg izboljšanja splošne učinkovitosti delov ta gradientna integracija znižuje proizvodne stroške in cikle.
Hitra odzivnost in izdelava po meri
Astronavti na vesoljskih misijah bi se lahko znašli v neznanih težavah, ki zahtevajo posebna orodja za ravnanje. Konvencionalne metode izdelave orodij in transporta so zamudne in drage. Na podlagi dejanskih potreb na Zemlji ali v prihodnjih vesoljskih tovarnah lahko tehnologija kovinskega 3D-tiskanja hitro oblikuje in ustvari potrebna orodja. Poleg izboljšanja prilagodljivosti in reaktivnosti vesoljskih misij ta hitra reakcija in prilagojena proizvodna zmogljivost pomagata znižati stroške izdelave rezervnih delov in prevoza.
3, Študija primera 3D kovinskega tiskanja za izdelavo vesoljskih plovil
Če uporabimo kot primer potisno komoro letalskega motorja, je bila tehnologija kovinskega 3D-tiskanja precej pomembna pri proizvodnji tega dela. Potisna komora, ki je bistveni del letalskih motorjev, mora biti odporna na ekstremne podnebne razmere, vključno z visoko temperaturo in velikim pritiskom. Doseganje integrirane proizvodnje in lahke zasnove komponent potisne komore je včasih zahtevno z uporabo običajnih proizvodnih tehnik. In kovina za 3D tiskanje lahko zlahka reši te težave. Tehnologija kovinskega 3D-tiskanja je dosegla integrirano proizvodnjo in lahko zasnovo komponent potisne komore z natančnim upravljanjem dejavnikov, kot so temperatura, hitrost in natančnost v celotnem procesu tiskanja. Hkrati s tem so bili visoko zmogljivi in zapleteni strukturni deli potisne komore za letalske motorje učinkovito proizvedeni s kombiniranjem več aditivnih proizvodnih tehnik s tehnologijami gradientne aditivne proizvodnje in raznolikimi materialnimi funkcionalnimi strukturami. Ta del znižuje proizvodne stroške in cikle, poleg tega pa ima odlične mehanske lastnosti in zmogljivost v okolju z visoko temperaturo in visokim pritiskom.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-water-pump-impeller.html