一. Suunnittele kevyt ja lisää suorituskykyä
Koska painon alentaminen voi lisätä huomattavasti avaruusaluksen suorituskykyä ja tehokkuutta, avaruusaluksen ulkoisella rakenteella on melko korkeat kriteerit keveydelle. Materiaaliominaisuuksien parantamisen ja rakenteellisen optimoinnin avulla metallin 3D-tulostustekniikka on saavuttanut tämän tavoitteen. Laserpinnoitusmetallin 3D-tulostustekniikkaa käytettiin mm. palautuskapselin lämpöä kestävän pohjarunkorakenteen rakentamisessa, jolloin painon lisäksi alennettiin tehokkaasti tuotantosykliä ja kustannuksia. Tarkan "differoimisen ja integroinnin" avulla tämä tekniikka tuottaa tuotteita, jotka olennaisesti estävät resurssien tuhlaamisen ja aikakustannukset perinteisissä valmistustekniikoissa.
2. Monimutkaisten rakenteiden räätälöity rakentaminen
Avaruusalusten ulkopuolelta löytyy monia monimutkaisia ja tarkkoja komponentteja, kuten turbiinien siivet, moottorin polttokammiot jne. Metallin 3D-tulostusteknologialla voidaan erittäin tarkalla ohjauskapasiteetilla tuottaa erittäin monimutkaisia osia, jotka ylittävät perinteiset tuotantotekniikat. Suunnittelijat voivat luoda prototyyppejä nopeasti ja tarkasti käyttämällä tämän tekniikan mukauttavia ominaisuuksia, mikä lisää suunnittelun tehokkuutta. Esimerkiksi metallin 3D-tulostustekniikka vähentää työvoimavaltaisia tarkkuustyöstö- ja kokoonpanooperaatioita lentokoneiden moottoreiden optimointisuunnittelussa, jolloin insinöörit voivat maksimoida moottoreita tehokkaammin.
3. Nopea korjaus ja tuotanto
Tietyillä avaruusalusten osilla on rajoitettu käyttöikä, ja ne vaativat säännöllistä huoltoa ja korjausta. Perinteiset korjaustekniikat sisältävät uudelleenvalmistuksen tai hitsauksen, eivät ainoastaan kalliita, vaan myös aikaa vieviä. Metallin 3D-tulostustekniikan avulla voidaan saavuttaa vaurioituneiden alueiden tarkka korjaus ja nopea komponenttivalmistus, mikä lyhentää merkittävästi korjaussykliä ja alentaa tuotantokustannuksia. Tämä voi alentaa laukaisukustannuksia ja lisätä operaatioiden joustavuutta, joten se on erityisen tärkeää kiertoradalla tapahtuvassa kunnossapidossa ja hätäkomponenttien vaihdossa.
Kohdatut vaikeudet
1. kohtaa teknisiä vaikeuksia.
Vaikka metallin 3D-tulostustekniikka on tuottanut huomattavia edistysaskeleita ilmailuteollisuudessa, sen käyttöön liittyy edelleen tiettyjä teknisiä vaikeuksia. Ensinnäkin vaikeus on metallien 3D-tulostuslaitteiden pieneneminen. Asennustila on rajallinen; Joten nykyaikaiset metalliset 3D-tulostimet ovat suuria ja ne on pienennettävä tilan ympäristöön sopivaksi. Lisäksi metallin 3D-tulostuksen aikana syntyvän korkean lämpötilan, laserin, lämmön ja savun tulee olla tiukasti säänneltyä avaruusaseman ilmaympäristön ja turvallisuuden turvaamiseksi.
2. Mikrogravitaatioympäristön vaikutus
Metalliset 3D-tulostustekniikat tarjoavat useita vaikeuksia mikrogravitaatioasetuksissa. Esimerkiksi jauhepetilaser-3D-tulostus tarjoaa parhaan valmistuslaadun ja tarkkuuden, mutta jauheen tasainen jakautuminen mikrogravitaatioympäristössä on haastavaa, mikä vaikuttaa tulostuslaatuun. Vaikka painovoimalla ei ole vaikutusta silkkipainatukseen, sen tuotannon laatua ja painotarkkuutta on silti nostettava. Näin ollen suuri tekninen vaikeus on nyt kehittää metallin 3D-tulostustekniikoita, jotka sopivat mikrogravitaatioolosuhteisiin.
3. Kulut ja resurssit
Vaikka metallijauhemateriaaleihin soveltuisikin metallin 3D-tulostustekniikka, niillä on silti joitain rajoituksia ja suuria kustannuksia. Vaikka teknologian jatkuva kehitys tekee mahdolliseksi suunnitella ja soveltaa erilaisia materiaaleja, materiaalien suorituskykyyn, kustannuksiin ja saatavuuteen liittyvät esteet on vielä ratkaistava. Lisäksi metallin 3D-tulostustekniikan yleistä käyttöä ilmailuteollisuudessa rajoittavat sen jonkin verran korkeat laite-, ylläpito- ja koulutuskustannukset.
4. Lait ja ohjeet
Ulkoisen avaruusalusrakenteen tuotantoon ja käyttöön sovelletaan tiukkoja sääntöjä ja standardeja. Metalliset 3D-tulostustuotteet ovat kehittyvä tekniikka, jolla on erittäin monimutkaiset sertifiointi- ja vaatimustenmukaisuuden arviointimenettelyt. Täsmäyssääntöjen ja standardimenettelyjen luominen sekä metallisten 3D-tulostusteknologiatuotteiden tiukka testaus ja arviointi auttavat takaamaan avaruusalusten turvallisuuden ja luotettavuuden.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/stainless-steel-pump-impeller-by-metal-3d.html