1, Основні ідеї та переваги технології 3D-друку з металу"-
Тривимірний друк на металі, який іноді називають виробництвом з додаванням металу, — це техніка, за допомогою якої тривимірні речі створюються шар за шаром укладання металевих порошків або дроту. Він точно наносить металевий порошок або дріт під керуванням комп’ютера після нагрівання його до розплавленого стану за допомогою високоенергетичних лазерів або електронних променів, таким чином накопичуючи шар за шаром, поки не буде створено повний тривимірний об’єкт. Такий підхід не тільки значно збільшує використання матеріалів, але й значно скорочує цикл розробки продукту.
Металевий 3D-друк пропонує багато помітних переваг порівняно з традиційними методами виробництва:
Високий ступінь свободи проектування: можна швидко створити складну внутрішню конструкцію, яка особливо важлива для кількох основних компонентів космічного корабля.
Високий рівень використання матеріалів: відходи матеріалу та споживання енергії під час виробництва знижуються завдяки точному управлінню використанням матеріалів.
Висока ефективність виробництва спрощує виробничий процес і збільшує його, усуваючи вимоги до форм і методів складання.
Чудова здатність до налаштування: здатність швидко розробляти та друкувати необхідні компоненти на основі реального попиту, таким чином покращуючи швидкість реагування та адаптивність діяльності.
2. Функціональна інтеграція 3D-друку замість металу для створення космічних кораблів
Космічний корабель — це високоінтегрована система, кілька частин якої повинні тісно взаємодіяти для виконання різних складних завдань. Завдяки своїм особливим якостям технологія 3D-друку з металу вийшла за межі виготовлення окремих компонентів до складної функціональної інтеграції в будівництві космічних кораблів.
Комплексне виробництво складних конструкцій
Багато важливих частин космічних кораблів, таких як камери згоряння двигунів, системи паливних трубопроводів тощо, мають складні геометричні форми та внутрішню конструкцію. У той час як технологія 3D-друку з металу може легко вирішити ці труднощі, традиційним методам виробництва іноді важко досягти інтегрованого виготовлення цих компонентів. Технологія 3D-друку з металу може забезпечити інтегроване виробництво складних структурних компонентів шляхом точного керування такими факторами, як температура, швидкість і точність під час процесу друку, таким чином покращуючи точність виготовлення та якість компонентів.
комбінований друк із залученням кількох матеріалів
Екстремальні умови навколишнього середовища, включаючи високу температуру, високий тиск і сильне випромінювання, можуть вимагати, щоб компоненти космічного корабля могли вижити. Отже, зазвичай ці деталі складаються з кількох високоефективних матеріалів. Композитний друк кількох матеріалів, зокрема титанових сплавів, алюмінієвих сплавів, сплавів на основі нікелю тощо, можна здійснити за допомогою технології 3D-друку на металі. Окрім підвищення міцності та твердості компонентів, цей композитний друк гарантує легку конструкцію, що зменшує загальну вагу космічного корабля.
Градієнтна інтеграція функціональних систем
Окрім чудових механічних якостей, частини космічного корабля повинні задовольняти певні функціональні потреби. Градієнтна інтеграція функціональних структур, тобто поєднання кількох різних функціональних структур в одному компоненті, стала можливою завдяки технології 3D-друку з металу. Наприклад, для інтегрованого градієнтного адитивного виробництва функціональних структур з жароміцних сплавів і мідних сплавів у камері тяги двигуна можна застосувати технологію 3D-друку металу. Окрім підвищення загальної продуктивності деталей, ця градієнтна інтеграція знижує витрати на виробництво та цикли.
Швидке реагування та індивідуальне виготовлення
Астронавти в космічних місіях можуть зіткнутися з деякими невідомими труднощами, які вимагають спеціальних інструментів для роботи. Виготовлення та транспортування звичайних інструментів є трудомісткими та дорогими. Виходячи з реальних потреб на Землі або майбутніх космічних заводах, технологія 3D-друку з металу може швидко проектувати та створювати необхідні інструменти. Крім підвищення адаптивності та реактивності космічних місій, така швидка реакція та індивідуальні виробничі потужності допомагають знизити витрати на виготовлення запасних частин і транспортування.
3, Приклад 3D-друку металу для будівництва космічних кораблів
Використовуючи як приклад камеру тяги авіаційного двигуна, технологія 3D-друку металу була досить важливою у виробництві цієї частини. Основна частина авіаційних двигунів, камера тяги повинна витримувати екстремальні кліматичні умови, включаючи високу температуру та великий тиск. Досягнення інтегрованого виробництва та полегшеної конструкції компонентів камери тяги іноді є складним завданням за допомогою традиційних технологій виробництва. І 3D-друк на металі може легко вирішити ці труднощі. Технологія 3D-друку з металу досягла інтегрованого виробництва та легкої конструкції компонентів камери тяги завдяки точному керуванню такими факторами, як температура, швидкість і точність протягом усього процесу друку. Одночасно з цим високоефективні та складні за конструкцією деталі камери тяги для авіаційних двигунів були ефективно виготовлені шляхом поєднання кількох методів адитивного виробництва з технологіями градієнтного адитивного виробництва та різноманітними функціональними структурами матеріалів. Ця деталь знижує витрати на виробництво та цикли на додаток до чудових механічних якостей та продуктивності в середовищі високої температури та високого тиску.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-water-pump-impeller.html