1 Metalli 3D-tulostustekniikka: käsitteet
Kerros kerrokselta pinoaminen luo metallin 3D-tulostustekniikan perustan. Metallijauheet tai -langat sulatetaan ja kerrostetaan kerros kerrokselta manipuloimalla tarkasti lämmönlähteitä, kuten lasersäteitä tai elektronisäteitä, jolloin rakennetaan kolmiulotteisia kiinteitä esineitä. Tämä lähestymistapa vähentää merkittävästi suunnittelusta valmistussykliä toteuttamalla suoran muuntamisen digitaalisista malleista fyysisiin kokonaisuuksiin.
2 Metallin 3D-tulostuksen käyttö lentokoneiden moottorikomponenttien valmistuksessa
Lentokoneen moottoreiden komponenttien monimutkaiset geometriset muodot ja sisäiset rakenteet vaikeuttavat toisinaan käsittelyä perinteisillä tuotantotekniikoilla. Säätämällä sulatusprosessia tarkasti monimutkaisten rakenteiden, kuten turbiinien siipien jäähdytyskanavien ja polttokammioiden hienostuneiden sisäkammioiden, suoran tuotannon saavuttamiseksi metallin 3D-tulostustekniikka voi helposti ratkaista tämän ongelman.
Yksi lentokoneiden moottoreiden suunnittelun päätavoitteista on keveys, joka vaikuttaa suoraan lentosuoritukseen ja polttoainetalouteen. Parantaa osien suunnittelua - kuten käyttämällä topologian optimointitekniikoita - metallin 3D-tulostustekniikka antaa suunnittelijoille mahdollisuuden vähentää huomattavasti painoa säilyttäen samalla rakenteellisen lujuuden ja jäykkyyden.
Metallin 3D-tulostusteknologialla voidaan hallita useita korkean suorituskyvyn metallimateriaaleja, mukaan lukien lentokoneiden moottoreissa tärkeitä metallimateriaaleja: korkean lämpötilan metalliseoksia, titaaniseoksia ja nikkelipohjaisia seoksia. Näiden materiaalien tarkka muoto voidaan saavuttaa säilyttäen samalla niiden erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja lämpöstabiilisuus sulatusprosessin tarkalla ohjauksella.
Nopea prototyyppien valmistus ja testaus ovat ehdottoman tärkeitä lentokoneiden moottoreiden kehitykselle. Nopeasti piirustukset fyysisiksi osiksi muuttava metalli 3D-tulostustekniikka nopeuttaa tuotteiden iterointia ja optimointia, auttaa lyhentämään kehityssyklejä ja alentamaan kehityskustannuksia.
Kolme metallin 3D-tulostuksen etua lentokoneiden moottorikomponenttien valmistukseen
Paranna valmistuksen tehokkuutta ja tarkkuutta: Hallitsemalla sulatusprosessia tarkasti metallin 3D-tulostustekniikka voi saavuttaa erittäin tarkan valmistuksen ja vähentää käsittelyvirheitä. Samanaikaisesti tämä tekniikka vähentää useita menetelmiä ja kiinnikkeitä perinteisessä valmistuksessa, mikä parantaa tuotannon tehokkuutta.
Vaikka metallien 3D-tulostuslaitteiden alkukustannukset ovat melko kalliita, tämä tekniikka voi ajan mittaan minimoida valmistuskustannukset huomattavasti vähentämällä materiaalihukkaa, lyhentämällä valmistussyklejä ja laskemalla romumääriä.
Metalli-3D-tulostusteknologialla voidaan tuottaa monimutkaisia rakenteita ja ihanteellisen materiaalijakauman omaavia komponentteja, mikä lisää komponenttien lujuutta ja kestävyyttä sekä pidentää niiden käyttöikää.
4 Ongelmat ja ratkaisut
Korkeat materiaalikustannukset:
Suorituskykyisten metallijauheiden suuret kustannukset rajoittavat metallin 3D-tulostustekniikan laajaa käyttöä. Vastaus edellyttää edullisien metallijauhemateriaalien luomista, painotekniikoiden virtaviivaistamista ja saatavilla olevien materiaalien parasta käyttöä.
Alennettu tulostusnopeus:
Erityisesti suurille komponenteille metallin 3D-tulostusteknologialla on jonkin verran huono tulostusnopeus. Rinnakkaispainatustekniikan käyttöönoton ohella vastaus on monisuutinpainotekniikan ja nopeiden painolaitteiden luominen.
Jälkikäsittelyprosessi on monimutkainen:
Suorituksensa takaamiseksi metalliset 3D-painetut komponentit voivat vaatia erilaisia jälkikäsittelykäsittelyjä, kuten pintakäsittelyä, lämpökäsittelyä jne. Uusien jälkikäsittelyteknologioiden ja -laitteiden kehittäminen sekä jälkikäsittelyprosessin parametrien optimointi ovat osa ratkaisu.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/ti6al4v-titanium-3d-printing-boring-tools.html