Значення систем теплового захисту космічних апаратів
Крім аеродинамічного нагрівання, яке створюється під час високошвидкісного польоту, космічні кораблі під час космічного польоту зазнають поперемінного впливу дуже високих і низьких температур. Необхідно створити ефективні системи теплового захисту, щоб запобігти тепловому пошкодженню внутрішньої конструкції та обладнання космічних кораблів, гарантуючи тим самим їх безпеку. Окрім стійкості до високих температур, система теплового захисту повинна мати чудові ізоляційні характеристики та легку конструкцію, щоб мінімізувати вплив на загальну вагу космічного корабля.
Дві переваги металевого 3D-друку для систем термозахисту
Будівництво складних конструкцій
Складні геометричні форми та внутрішні конструкції, включаючи стільникові конструкції, багатошарові ізоляційні матеріали тощо, визначають системи теплового захисту космічних кораблів. У той час як технологія 3D-друку з металу може легко досягти цих складних структур, традиційні технології виробництва є складними для роботи з ними. Металевий 3D-друк може виробляти теплозахисні компоненти складної форми та високої точності шляхом точного регулювання процесу осадження та затвердіння металевого порошку, включаючи ізоляційні плитки, теплозахисні шари тощо.
Легка конструкція
Надзвичайно високі критерії легкої конструкції космічного корабля не тільки підвищують ефективність польоту, але й подовжують довговічність. Завдяки ідеальному структурному дизайну технологія 3D-друку з металу забезпечує легку внутрішню структуру предметів без шкоди для їх механічних характеристик. Наприклад, легкі компоненти зі складною стільниковою структурою або безперервним волокнистим армуванням можна виготовляти за допомогою технології 3D-друку з металу, що покращує ізоляційну ефективність систем теплозахисту при одночасному зниженні ваги.
Оптимальні характеристики матеріалу
Використовуючи кілька високоефективних металевих порошкових матеріалів, таких як титанові сплави, сплави на основі нікелю тощо, які мають видатну стійкість до високих температур, стійкість до окислення та корозії, технологія 3D-друку з металу може створити за допомогою технології 3D-друку з металу ці високоефективні матеріали можуть бути точно нанесені на важливі компоненти систем теплового захисту, таким чином підвищуючи їх загальну надійність і продуктивність.
швидке створення прототипів та ітераційна розробка
Для проектування та оптимізації системи теплового захисту космічного корабля потрібно кілька ітерацій, а звичайні методи механічної обробки та складання витрачатимуть багато часу та грошей на такі ітераційні дії. Прототипи можна швидко й розумно виготовити за допомогою технології 3D-друку з металу, що значно скорочує цикл ітерацій і прискорює проміжок часу від розробки продукту до практичного використання. Це прискорює оптимізацію розробниками системи теплового захисту та структуру, таким чином підвищуючи надійність і безпеку космічного корабля.
особливості застосування металевого 3D-друку в системах теплозахисту
Виробництво теплоізоляційної плитки
Теплоізоляційна плитка, яка є невід’ємною частиною систем теплового захисту космічного корабля, допомагає захистити внутрішню конструкцію космічного корабля від пошкоджень, спричинених високотемпературними газами. У той час як технологія 3D-друку з металу може легко створювати складні проекти, традиційні технології виробництва є складними для роботи з ізоляційною плиткою. Точний контроль технології осадження металевого порошку дозволяє виготовляти ізоляційні плитки складної геометричної форми з високою точністю, таким чином підвищуючи їх ізоляційні характеристики та надійність.
Виготовлення термозахисного шару
Теплозахисний шар, який зазвичай знаходиться поза межами космічного корабля, допомагає протистояти аеродинамічному нагріванню, що виникає під час швидкого польоту. За допомогою легких теплозахисних шарів із безперервним армуванням волокнами технологія 3D-друку з металу може генерувати розташування в певних напрямках для підвищення міцності та ізоляційної здатності теплозахисного шару. Одночасно з цим технологія 3D-друку з металу також може забезпечувати індивідуальне налаштування термозахисного шару, таким чином оптимізуючи дизайн відповідно до конкретних вимог космічного корабля.
Виготовлення форсунок двигуна
Невід'ємна частина космічного корабля, сопло двигуна безпосередньо впливає на надійність і ефективність польоту апарату. Форсунки двигуна складної форми та високої точності, наприклад, з охолоджуючими каналами, можна виготовляти за допомогою технології 3D-друку з металу. Поряд із підвищенням ефективності та стабільності згоряння двигуна ці форсунки допомагають зменшити вагу та вартість системи теплового захисту.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-cochlear-hearing-aids.html