1, Aerospace Field Metal 3D-tulostusteknologiasovellukset
Suoraan digitaalisista malleista metallin 3D-tulostustekniikka pinoaa metallijauheita kerros kerrokselta ja sulattaa ja kiinteyttää ne lasereiden tai elektronisuihkujen avulla. Ensisijaiset tekniikat ovat selektiivinen lasersulatus (SLM), elektronisuihkusulatus (EBM), suora energiapinnoitus (DED) jne., joita ei ole rajoitettu tähän. Ilmailu- ja avaruusalalla on näille teknologioille suurta käyttöä useilla eri tavoilla:
Selektiivinen lasersulatus (SLM) käyttää korkean energian lasereita sulattamaan tarkasti metallijauheita, jotka sopivat tarkkojen ja monimutkaisten osien, kuten moottorin siipien, rungon runkojen jne., valmistukseen. Hallitsemalla tarkasti metallijauheiden sulatus- ja jähmettymisprosessia SLM-tekniikka voi tuottaa keveyttä. ja vahvat ilmailukomponentit, mikä vähentää merkittävästi lentokoneen kokonaispainoa ja parantaa polttoainetaloutta.
Nopea prosessointinopeus ja soveltuvuus suurikokoisten komponenttien valmistukseen tekevät elektronisuihkusulatuksen (EBM) avulla sopivan metallijauheen sulattamiseen tyhjiöympäristössä. Tyhjiöympäristönsä ja suuren energiatiheytensä ansiosta EBM-tekniikka tarjoaa erityisetuja korkealaatuisten ja suorituskykyisten lentokonekomponenttien valmistuksessa.
Sulatusta ja pinnoitusta varten sovitus korjausta ja nopeaa prototyyppiä varten - metallilanka tai -jauhe syötetään suoraan korkean lämpötilan lämmönlähteeseen suuttimen kautta. Huoltokustannuksia vähentävä ja komponenttien luotettavuutta lisäävä DED-tekniikka on ollut ratkaisevan tärkeä lentokoneiden korjauksessa ja uudelleenvalmistuksessa.
2, mieluummin kuin teknologian ja kustannusten jongleerausta
Vaikka metallin 3D-tulostusteknologian käytöllä ilmailuteollisuudessa on useita etuja, on olemassa myös taloudellisia ja teknologisia kompromisseja.
Materiaalikustannukset: Erityisen harvinaiset metallit tai korkean suorituskyvyn metalliseokset, joiden kustannukset ovat huomattavasti tavallisia metalleja kalliimpia, itse metallijauhemateriaalien hinta on merkittävä tekijä. Lentokoneteollisuudessa materiaaleilla on melko korkeat standardit, ja niitä käytetään usein korkean suorituskyvyn metalliseoksina komponenttien lujuuden ja pitkäikäisyyden takaamiseksi. Tämä lisää selvästi materiaalikuluja.
Laitteiden hinta: Kalliin huippuluokan metallisiin 3D-tulostuslaitteisiin sisältyy tasaisesti jakautuneet korkeat ylläpitokulut ja energiankulutus sekä hinnoittelu. Vaikka teknologian jatkuvan kehityksen ja kiristyvän kilpailun ennustetaan asteittain laskevan laitekustannuksia, tämä on silti keskeinen tekijä, joka rajoittaa metallien 3D-tulostusteknologian laajaa käyttöönottoa ilmailualalla nykyisellä tasolla.
Järjestelmän hinta: Lisäksi kustannuksiin vaikuttaa metallin 3D-tulostusmenetelmän valinta. Eri tekniikoilla on etuja ja haittoja, ja ne sopivat erilaisiin käyttötilanteisiin. Esimerkiksi pienissä erissä erittäin tarkkaan osien valmistukseen SLM-tekniikka on sopiva; DED-tekniikka soveltuu paremmin laajamittaiseen ja edulliseen valmistukseen. Kustannusten alentamiseksi ja tuotannon tehokkuuden lisäämiseksi yritysten tulee ottaa käyttöön asianmukaisia menettelytapoja omien vaatimustensa ja todellisten olosuhteiden mukaan.
Kustannukset käsittelyn jälkeen: Ei voida unohtaa metallin 3D-tulostuksen jälkikäsittelyn ratkaisevaa elementtiä. Painettujen metalliosien mittatarkkuuden, mekaanisten ominaisuuksien ja pinnan laadun takaamiseksi niiden tulee käydä läpi vaiheet, mukaan lukien pintakäsittely, lämpökäsittely ja tukirakenteiden poisto. Nämä jälkikäsittelytoiminnot edellyttävät huomattavien inhimillisten, materiaalisten ja taloudellisten resurssien lisäksi myös näitä.
3, Optimoinnin lähestymistapa
Metalli-3D-tulostustekniikkaa käyttävien ilmailu- ja avaruusyritysten on otettava käyttöön joukko optimointitekniikoita, jotta ne haluavat säilyttää korkean laadun ja leikata kustannuksia:
Riittävien työkalujen ja tarvikkeiden valinta: Välittömien kustannusten säästämiseksi yritysten tulee valita sopivat työkalut ja materiaalit omien vaatimustensa ja todellisen tilanteensa perusteella. Esimerkiksi edullisia korvaavia materiaaleja voidaan käyttää suorituskyvystä tinkimättä; valitessasi varusteita voit ottaa huomioon taloudellisemmat mallit.
tulostusprosessin parametrien maksimointi: Tulostuksen tehokkuutta ja tarkkuutta voidaan parantaa optimoimalla tulostusprosessin parametrit, kuten laserteho, skannausnopeus, kerrospaksuus jne., mikä alentaa tuotantokustannuksia. Samanaikaisesti tulostusprosessin vakautta ja hallittavuutta voidaan parantaa sisällyttämällä siihen älykkäät hallintajärjestelmät ja automatisoidut laitteet, mikä vähentää ihmisten väliintuloa ja virheitä.
Romumäärän vähentäminen ja tuotannon tehokkuuden lisääminen: Romumäärän vähentäminen ja tuotannon tehokkuuden nostaminen auttavat säästämään kustannuksia entisestään. Esimerkiksi rinnakkaispainotekniikka mahdollistaa useiden komponenttien painamisen samanaikaisesti; suunnittelu- ja prosessiasetusten avulla voidaan minimoida tulostusvirheiden vaara ja toistuvan tulostuksen kustannukset.
Uusien pintakäsittelytekniikoiden ja -laitteiden avulla voidaan parantaa käsittelyn tehokkuutta ja laatua samalla kun varmistetaan osien suorituskyky, mikä vähentää jälkikäsittelyn kustannuksia ja aikaa. Esimerkiksi ympäristön kannalta turvallinen ja tehokas korvaaminen perinteisille kemiallisille puhdistustekniikoille on laserpuhdistustekniikka.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-of-race-car-accessories.html