1, Aerospace Field Metal 3D-printimise tehnoloogia rakendused
Otse digitaalsetest mudelitest laotab metallist 3D-printimise tehnoloogia metallipulbrid kiht-kihi haaval ning sulatab ja tahkub need laserite või elektronkiirte abil. Peamised tehnoloogiad on selektiivne lasersulatus (SLM), elektronkiirsulatus (EBM), otsene energiasadestamine (DED) jne. siin ei ole piiratud. Lennundussektor leiab nendele tehnoloogiatele suurt kasutust mitmel erineval viisil:
Selective Laser Melting (SLM) kasutab metallipulbrite täpseks sulatamiseks suure energiatarbega lasereid, mis sobivad täppis- ja keeruliste osade (nt mootori labad, kereraamid jne) tootmiseks. Metallipulbrite sulamis- ja tahkumisprotsessi täpse juhtimisega saab SLM-tehnoloogia toota kergeid raskusi. ja tugevad lennunduskomponendid, mis vähendab oluliselt lennuki kogumassi ja suurendab kütusesäästu.
Kiire töötlemiskiirus ja sobivus suuremahuliste komponentide valmistamiseks muudavad elektronkiire sulatamise (EBM) elektronkiire abil metallipulbri sulatamiseks vaakumkeskkonnas sobivaks. Vaakumkeskkonna ja suure energiatiheduse tõttu pakub EBM-tehnoloogia erilisi eeliseid esmaklassiliste ja suure jõudlusega lennukikomponentide valmistamisel.
Sulatamiseks ja sadestamiseks - sobiv parandamiseks ja kiireks prototüüpimiseks - metalltraat või pulber juhitakse otse läbi düüsi kõrge temperatuuriga soojusallikasse. Vähendades hoolduskulusid ja suurendades komponentide töökindlust, on DED-tehnoloogia olnud õhusõidukite remondi- ja ümbertöötlemisel ülioluline.
2, mitte žongleerimise tehnoloogia ja kulud
Kuigi metallist 3D-printimise tehnoloogia kasutamisel kosmosetööstuses on mitmeid eeliseid, on olemas ka rahaline ja tehnoloogiline kompromiss.
Materjali maksumus: eriti haruldased metallid või suure jõudlusega sulamid, mille maksumus on palju suurem kui tavalistel metallidel, on metallipulbri materjalide enda hind oluline mõjutegur. Lennukitööstuses on materjalidel üsna kõrged standardid ja neid kasutatakse sageli suure jõudlusega sulameid, et tagada komponentide tugevus ja pikaealisus. See suurendab selgelt materiaalseid kulutusi.
Seadmete maksumus: kallite kõrgekvaliteediliste metallist 3D-printimisseadmetega kaasnevad võrdselt jaotatud suured hoolduskulud ja energiakasutus ning hinnakujundus. Isegi kui ennustatakse, et tehnoloogia pidev areng ja karmim turukonkurents alandavad järk-järgult seadmekulusid, on see siiski oluline element, mis piirab metalli 3D-printimise tehnoloogia laialdast rakendamist kosmosesektoris praegusel tasemel.
Süsteemi hind: kulusid mõjutab ka metallist 3D-printimise meetodi valik. Erinevatel tehnikatel on eelised ja puudused ning need sobivad erinevatesse rakendusolukordadesse. Väikeste partiide ja detailide ülitäpseks tootmiseks sobib näiteks SLM-tehnoloogia; DED-tehnoloogia on sobivam suuremahuliseks ja madala hinnaga tootmiseks. Kulude vähendamiseks ja tootmise efektiivsuse suurendamiseks peavad ettevõtted kasutusele võtma vastavad protseduurid, mis sõltuvad nende enda nõudmistest ja tegelikest asjaoludest.
Maksumus pärast töötlemist: ei saa unustada metalli 3D-printimise järeltöötluse olulist elementi. Trükitud metallosade mõõtude täpsuse, mehaaniliste omaduste ja pinnakvaliteedi tagamiseks peavad need läbima etapid, sealhulgas pinnatöötluse, kuumtöötluse ja tugikonstruktsioonide eemaldamise. Lisaks märkimisväärsetele inim-, materiaalsetele ja rahaliste ressursside investeeringutele nõuavad need järeltöötlustoimingud ka neid.
3, optimeerimise lähenemisviis
Metallist 3D-printimise tehnoloogiat kasutavad lennundusettevõtted peavad rakendama optimeerimistehnikaid, et säilitada kõrge kvaliteet ja vähendada kulusid:
Sobivate tööriistade ja tarvikute valimine: Otseste kulude kokkuhoidmiseks peaksid ettevõtted valima sobivad tööriistad ja materjalid lähtudes enda nõudmistest ja tegelikust olukorrast. Näiteks saab kasutada odavaid asendusmaterjale ilma jõudlust kahjustamata; varustuse valimisel võite arvestada säästlikumate mudelitega.
printimisprotsessi parameetrite maksimeerimine: printimise tõhusust ja täpsust saab tõsta printimisprotsessi parameetrite, nagu laseri võimsus, skannimiskiirus, kihi paksus jne, optimeerimisega, mis vähendab tootmiskulusid. Samal ajal saab printimisprotsessi stabiilsust ja juhitavust suurendada intelligentsete juhtimissüsteemide ja automatiseeritud seadmete kaasamisega, mis vähendab inimeste sekkumist ja vigu.
Vanaraua määra vähendamine ja tootmise efektiivsuse suurendamine: vanaraua määra vähendamine ja tootmise efektiivsuse tõstmine aitavad kulusid veelgi kokku hoida. Näiteks paralleeltrükkimise tehnoloogia võimaldab trükkida mitut komponenti samaaegselt; disaini ja protsessi seadistuste abil saab minimeerida printimistõrgete ohtu ja korduva printimise kulusid.
Uued pinnatöötlustehnoloogiad ja -seadmed võimaldavad parandada töötlemise efektiivsust ja kvaliteeti, tagades samal ajal osade töövõime ja seeläbi vähendada järeltöötluse kulusid ja aega. Näiteks tavapäraste keemiliste puhastusmeetodite keskkonnaohutu ja tõhus asendaja on laserpuhastustehnoloogia.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-of-race-car-accessories.html