1. titaaniseos
Suuren lujuutensa, alhaisen tiheytensä ja erinomaisen korroosionkestävyytensä vuoksi titaaniseokset ovat tulossa merkittäviksi avaruusalusten rakentamisessa. Vaikka titaaniseoksen tiheys on noin puolet teräksen tiheydestä, sen lujuus on melko samanlainen ja joissain suhteissa jopa parempi. Titaaniseos on siksi täydellinen materiaali avaruusalusten kevyen suunnittelun saavuttamiseksi. Samanaikaisesti titaaniseokset voivat säilyttää tasaisen suorituskyvyn vaativissa olosuhteissa, mukaan lukien korkea lämpötila, korkea paine ja syövyttävä ympäristö. Avaruusalusten moottorin lavat, rakennerungot ja olennaiset liitososat valmistetaan usein titaaniseoksesta.
Titaaniseoksella on melko merkittävä tulostusvaikeus metallien 3D-tulostuksessa, joten tarvitaan korkean stabiilisuuden tulostuslaitteita ja suurta tarkkuutta. Mutta kun titaaniseoskomponentit on painettu tehokkaasti, niiden suorituskyky on paljon perinteisiä tuotantotekniikoita parempi. Lisäksi titaaniseoksilla, jotka sopivat tiettyihin käyttötarkoituksiin, kuten lääketieteellisiin implantteihin, on vahva biologinen yhteensopivuus.
2. alumiiniseos
Toinen avaruusalusten rakentamisessa usein käytetty metalli 3D-tulostusmateriaali on alumiiniseos. Alumiiniseos on erittäin edullinen sen pienen painon, suuren lujuuden ja kunnollisen lämmönjohtavuuden vuoksi. Vaikka alumiiniseoksella on paljon pienempi tiheys kuin teräksellä, sen lujuus voi olla jonkin verran samanlainen kuin joidenkin terästen. Alumiiniseos on siis täydellinen materiaali kevyiden avaruusalusten osien rakentamiseen.
Metallisessa 3D-tulostuksessa alumiiniseos on melko helppo valmistaa ja materiaalin käyttöaste on korkea. Älykkään suunnittelun avulla insinöörit voivat tuottaa kevyitä ja kestäviä alumiiniseoskomponentteja, mikä parantaa avaruusalusten suorituskykyä ja polttoainetaloutta. Alumiiniseos on kuitenkin taipuvainen reagoimaan hapen kanssa painoprosessin aikana, mikä heikentää lopputuotteen laatua. Tästä syystä asianmukaisia varotoimenpiteitä, kuten inerttikaasusuojausta, on noudatettava tulostuksen aikana.
3. ruostumaton teräs
Erinomaisen korroosionkestävyyden, suuren lujuutensa ja poikkeuksellisen prosessointikykynsä ansiosta ruostumaton teräs löytää roolinsa myös avaruusalusten rakentamisessa. Erittäin vakaa erittäin syövyttävässä ympäristössä, ruostumattoman teräksen pinnalla oleva kromirikas oksidikalvo voi kestää tehokkaasti useiden kemiallisten välineiden korroosiota. Lisäksi ruostumattoman teräksen halpa hinta ja vahva kierrätettävyys auttavat edelleen alentamaan tuotantokustannuksia.
Metallisessa 3D-tulostuksessa vetolujuus ja korkea myötöraja tulostetut esineet ovat seurausta melko yksinkertaisesta ruostumattoman teräksen tulostustekniikasta. Tämä tekee ruostumattomasta teräksestä täydellisen materiaalin avaruusalusten komponenttien rakentamiseen, jotka kestävät voimakkaita kuormia ja syövyttäviä ympäristöjä. Rakenteellisen monimutkaisuuden ja suunnittelun vapauden suhteen ruostumattoman teräksen fyysiset ominaisuudet asettavat kuitenkin joitain rajoituksia. Näin ollen ruostumatonta terästä käytetään usein avaruusalusten rakentamisessa jonkin verran perusrakenteisten osien valmistukseen.
4. Korkean lämpötilan seokset
Erityisesti korkeissa lämpötiloissa ja korkeapaineisissa ympäristöissä korkean lämpötilan metalliseoksia käytetään laajasti avaruusalusten rakentamisessa. Erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja hapettumisenkestävyys ovat runsaasti nikkelipohjaisissa ja rautapohjaisissa korkean lämpötilan seoksissa. Nämä seokset voivat säilyttää hyvän lujuuden ja vakauden korkeissa lämpötiloissa, ja niitä käytetään laajasti olennaisten komponenttien, kuten avaruusalusten moottoreiden, kaasuturbiinien ja turbiinimoottorien, valmistuksessa.
Korkean lämpötilan metalliseokset ovat hieman monimutkaisia metallien 3D-tulostuksessa, mikä edellyttää vakaata tulostusympäristöä ja erittäin tarkkoja tulostustyökaluja. Kun korkean lämpötilan seoskomponentit on tulostettu tehokkaasti, ne tarjoavat erinomaisen luotettavuuden ja suorituskyvyn. Lisäksi korkean lämpötilan metalliseokset, joilla on ylivoimainen virumisvastus, lisäävät huomattavasti nykyaikaisten avaruusalusten moottoreiden tehokkuutta.
Viisi: tulenkestävä metalliseos
Lisäksi avaruusalusten rakentamisessa on erityisiä käyttötarkoituksia tulenkestävät seokset, kuten niobium, tantaali, molybdeeni, renium, volframi ja niiden seokset. Näillä seoksilla, joita käytetään yleisesti erittäin korkeissa lämpötiloissa, on poikkeuksellisen korkeat sulamispisteet ja erinomaiset mekaaniset ominaisuudet. Esimerkiksi niobiumiin perustuvat seokset ovat loistavia käyttökohteissa, kuten hypersonic siiven etureunat, avaruusreaktion ohjausjärjestelmät ja säteilyjäähdytyssuuttimet.
Tulenkestävät metalliseokset metallien 3D-tulostuksessa ovat jonkin verran vaikeita tulostaa ja vaativat tiettyjä tulostustekniikoita ja -laitteita. Tulenkestävät metalliseoskomponentit tarjoavat kuitenkin erinomaisen suorituskyvyn ja vakauden, kun ne on valmistettu tehokkaasti. Lisäksi avaruusalusten osien käyttöikää pidentävät tulenkestävien metallien vahva korroosion- ja hapettumiskestävyys.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/titanium-3d-printing-automotive-exhaust.html