一. Легкий дизайн і підвищена продуктивність
Оскільки зменшення ваги може значно підвищити продуктивність і ефективність космічного корабля, зовнішня конструкція космічного корабля має досить високі критерії легкої ваги. Завдяки покращенню характеристик матеріалу та оптимізації структури технологія 3D-друку металу досягла цієї мети. Технологія 3D-друку з лазерним нанесенням металу була застосована, наприклад, у конструкції жаростійкої нижньої рами зворотної капсули, таким чином не тільки ефективно зменшивши вагу, але й скоротивши виробничий цикл і витрати. За допомогою точної «диференціації та інтеграції» ця технологія забезпечує продукцію, яка, по суті, запобігає марнотратству ресурсів і витрат часу на звичайні технології виробництва.
2. Індивідуальне будівництво складних конструкцій
Багато складних і точних компонентів, таких як лопатки турбін, камери згоряння двигуна тощо, знаходяться у зовнішньому каркасі космічного корабля. Завдяки високоточним можливостям керування технологія 3D-друку з металу може виготовляти надзвичайно складні деталі, що перевершують звичайні технології виробництва. Дизайнери можуть швидко й точно створювати прототипи, використовуючи функції персоналізації цієї технології, підвищуючи ефективність дизайну. Наприклад, технологія 3D-друку металу зменшує трудомісткі точні операції обробки та складання під час оптимізації конструкції авіаційних двигунів, отже, дозволяючи інженерам максимізувати двигуни ефективніше.
3. Швидкий ремонт та виготовлення
Певні частини космічних кораблів мають обмежений термін служби і потребують частого технічного обслуговування та ремонту. Звичайні методи ремонту включають не тільки дорогі, але й трудомісткі методи ремонту, включаючи відновлення або зварювання. За допомогою технології 3D-друку на металі можна досягти точного ремонту пошкоджених ділянок і швидкого виготовлення компонентів, що дозволяє різко скоротити ремонтний цикл і знизити витрати на виробництво. Це може знизити витрати на запуск і збільшити гнучкість місії, тому це особливо важливо для обслуговування на орбіті та екстреної заміни компонентів.
Труднощі, з якими зіткнулися
1. стикається з технічними труднощами.
Незважаючи на те, що технологія 3D-друку з металу дала помітний прогрес в аерокосмічній промисловості, її використання все ще викликає певні технічні труднощі. Перш за все, складність полягає в тому, що металеве обладнання для 3D-друку стає менше. Місце установки обмежене в просторі; Таким чином, сучасні металеві 3D-принтери мають великі розміри і повинні бути мініатюрними, щоб відповідати простору. Крім того, необхідно суворо регулювати високу температуру, лазер, тепло та дим, що утворюються під час операції 3D-друку на металі, щоб захистити повітряне середовище та безпеку космічної станції.
2. Вплив середовища мікрогравітації
Методи 3D-друку на металі створюють деякі труднощі в умовах мікрогравітації. Наприклад, лазерний 3D-друк із порошковим шаром забезпечує найкращу якість і точність виготовлення, але рівномірно розподілити порошок у середовищі мікрогравітації складно, що впливає на якість друку. Хоча сила тяжіння не впливає на друк на шовку, якість його виробництва та точність друку все ж необхідно підвищити. Таким чином, основна технічна складність зараз полягає в розробці методів 3D-друку металу, придатних для умов мікрогравітації.
3. Витрати та ресурси
Навіть якщо вони підходять для технології 3D-друку металу, металеві порошкові матеріали все одно мають деякі обмеження та значні витрати. Незважаючи на те, що постійний розвиток технологій зробить можливим розробку та застосування різноманітних матеріалів, перешкоди щодо продуктивності матеріалів, вартості та доступності все ще потрібно вирішити. Крім того, обмеженням загального використання технології 3D-друку з металу в аерокосмічній промисловості є її дещо високі витрати на обладнання, обслуговування та навчання.
4. Закони та рекомендації
До виробництва та застосування зовнішньої конструкції космічного корабля застосовуються суворі правила та стандарти. Продукти для 3D-друку з металу – це технологія, що розвивається, з дуже складними процедурами сертифікації та оцінки відповідності. Встановлення правил відповідності та стандартних процедур, а також суворе тестування та оцінка металевих виробів із технологією 3D-друку допомагають гарантувати безпеку та надійність космічних кораблів.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/stainless-steel-pump-impeller-by-metal-3d.html