1. leiab roostevabast terasest ideaalse tugevuse ja korrosioonikindluse segu.
Kuna selle pinnale moodustub kroomirikas oksiidkate, on roostevaba teras metallist aine, millel on suur korrosioonikindlus ja tugev tugevus. Lennunduses ja kosmosetööstuses ei kasutata roostevaba terast mitte ainult laialdaselt olulistes komponentides, nagu kõrgsurvemahutites ja mootorikorpustes, vaid sellest saab tänu oma heale plastilisusele ja keevitusvõimele ka kosmosesõidukite valmistamisel vajalik materjal.
Tänu oma suurepärasele pulbervormitavusele, lihtsale valmistamistehnikale ja odavatele kuludele on roostevaba teras muutunud üheks esimeseks materjaliks, mida kasutatakse metalli 3D-printimisel. Kasutades 3D-printimise tehnoloogiaid, sealhulgas selektiivset lasersulatamist (SLM), saab toota roostevaba terast keerukate geomeetriliste vormide ja õrna struktuuriga komponentide loomiseks, suurendades seega kosmoselaevade projekteerimisvabadust ja tootmistäpsust.
Kosmoselaevade pikaajaliseks orbiidil töötamiseks on ülioluline, et roostevaba terase suur tugevus ja korrosioonikindlus aitavad säilitada stabiilsust ka nõudlikes tingimustes. Samal ajal muudavad roostevaba terase plasti töötlemise ja keevitamise omadused valitud materjaliks kosmoselaevade ehitamisel ühendamiseks ja parandamiseks.
2. Üks kerge ja suure jõudlusega mudel on titaanisulam.
Valmistatud titaanelemendist ja muudest metallelementidest, nagu alumiinium, vanaadium jne, on titaanisulam metallist aine, millel on suur tugevus, madal tihedus ja suurepärane korrosioonikindlus. Oma eriliste omaduste tõttu leiavad titaanisulamid suurt kasutust kosmosetööstuses oluliste osade, näiteks lennukiraamide ja mootorikomponentide valmistamisel.
Kuigi titaanisulami tihedus on vaid ligikaudu pool roostevaba terase tihedusest, muudab selle tugevus selle ideaalseks materjaliks kergete kosmoselaevade ehitamiseks. Titaanisulam sobib seetõttu kasutamiseks nõudlikes tingimustes, kuna talub üsna tugevalt söövitavaid aineid, sealhulgas hapet ja leelist.
Titaanisulamite lisatootmine on nüüd saavutatav 3D-printimise tehnoloogiatega. 3D-printimise tehnoloogia abil saab toota keerulisi konstruktsioone ja silmapaistva jõudlusega titaanisulamist komponente, sealhulgas mootorialuseid, vedrustussüsteeme jne. Need osad mitte ainult ei suurenda kosmoseaparaadi töökindlust ja jõudlust, vaid aitavad ka tootmiskulusid ja -tsükleid vähendada.
Lisaks on titaanisulamite bioühilduvus paljudes valdkondades, sealhulgas meditsiiniliste implantaatide puhul väga kasulik, kuna kunstliigeste, hambaimplantaatide jms saab toota 3D-printimise tehnoloogia abil, valmistades titaanisulamist implantaate, mis sobivad üsna hästi patsiendi luu struktuuriga. Nendel implantaatidel on minimaalne probleemide esinemissagedus, pikem eluiga ja lisaks suurepärane biosobivus.
3. Kerge, suure tugevuse ja laialdase kasutusega embleem on alumiiniumisulam.
Lennundussektoris laialdaselt kasutatav kerge ja tugev sulammaterjal on alumiiniumisulam. Tavaliselt kasutatakse konstruktsioonikomponentide, sealhulgas lennuki kere, naha ja salongiuste ehitamisel, sellel on suur eritugevus ja suurepärane töötlemisvõime.
Alumiiniumsulami kerged omadused muudavad selle kosmoseaparatuuri ehitamisel oluliseks komponendiks. Keeruliste geomeetriliste vormide ja õrna struktuuriga alumiiniumisulamist komponente, nagu jahutusradiaatorid, elektrilised komponendid ja muud head soojusjuhtimist vajavad elemendid, saab toota 3D-printimise tehnoloogia abil. Need osad mitte ainult ei suurenda kosmoselaeva jõudlust, vaid aitavad ka vähendada tootmiskulusid ja -tsükleid .
Alumiiniumisulam on väga kasulik ka kosmoselaevade ehitamisel, kuna sellel on tugev korrosioonikindlus ja lihtne töötlemisvõime. Parema jõudlusega kergeid alumiiniumisulameid saab luua loominguliste tootmistehnikate, näiteks pulbermetallurgia ja pihustusvormimise abil, aidates seega rahuldada kosmoseaparaatide nõudlust kergete ja suure jõudlusega lennukite järele.
3D-printimise tehnoloogias areneb järk-järgult alumiiniumisulamite lisandite valmistamise tehnika. Suurepäraseid mehaanilisi omadusi ja pinnakvaliteediga alumiiniumsulamist komponente saab toota 3D-printimise tehnoloogiate abil, nagu selektiivne lasersulatus (SLM) ja elektronkiirsulatus (EBM). Need osad mitte ainult ei suurenda kosmoselaeva töökindlust ja jõudlust, vaid aitavad ka vähendada tootmiskulusid ja -tsükleid.
4. integreeritud metallist 3D-printimise tehnoloogia lähenemine
Lennundustööstuses integreerivad metallist 3D-printimise tehnoloogiad enamasti disaini optimeerimise, materjalide valiku ja ettevalmistamise, printimisprotsessi juhtimise ja järeltöötluse.
Esiteks sõltub metallist 3D-printimise tehnoloogia kasutuselevõtt lennundussektoris disaini optimeerimisest. Struktuurset disaini maksimeerides on võimalik saavutada kerge ja suure jõudlusega. Samal ajal pakub metallist 3D-printimise tehnoloogia keerukate geomeetriliste vormide ja peente struktuuride tootmisvõimalusi, võimaldades seega kosmoselaevade kohandatud valmistamist.
Teiseks on metalli 3D-printimise tehnoloogia rakendamise aluseks kosmosesektoris materjali valik ja ettevalmistus. Nende eriliste omaduste tõttu kasutatakse kosmoseaparaatide ehitamisel laialdaselt metallmaterjale, sealhulgas alumiiniumisulamit, titaanisulamit ja roostevaba terast. Materjali ettevalmistamisel tuleb veenduda, et pulbri osakeste suuruse jaotus, puhtus ja muud omadused vastavad 3D-printimise tehnoloogia kriteeriumidele.
Taaskord on metallist 3D-printimise tehnoloogia peamine kasutusala lennundussektoris printimisprotsessi juhtimine. Metallipulbri täpset sulatamist ja tahkumist saab saavutada parameetrite, sealhulgas laseri võimsuse ja skaneerimiskiiruse muutmisega, luues nii suurepäraste mehaaniliste omaduste ja pinnakvaliteediga komponente. Lisaks on printimisprotsessi stabiilsuse ja töökindluse samaaegseks tagamiseks vajalik temperatuuri ja pingeväljade reaalajas jälgimine ja kontroll tootmisprotsessi ajal.
Lennundustööstuses on järeltöötlus metalli 3D-printimise tehnoloogia rakendamise otsustava tähtsusega etapp. Järeltöötlusmeetodite, nagu mehaaniline töötlemine ja kuumtöötlus, abil saab komponentide jõudlust ja pinna kvaliteeti veelgi parandada. Samaaegselt toimub komponentide range testimine ja kontroll, et tagada nende vastavus kosmoselaevade kasutamise kriteeriumidele.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printed-vaping-inserts-for-injection.html