1, Základné myšlienky a výhody technológie kovovej 3D tlače"-
Kovová 3D tlač, niekedy označovaná ako výroba kovových aditív, je technika, pri ktorej sa trojrozmerné veci vytvárajú vrstvením kovových práškov alebo drôtov po vrstvách. Presne nanáša kovový prášok alebo drôt pod kontrolou počítača po jeho zahriatí do roztaveného stavu pomocou vysokoenergetických laserov alebo elektrónových lúčov, čím sa hromadí vrstva po vrstve, kým sa nevytvorí úplný trojrozmerný objekt. Tento prístup nielenže značne zvyšuje spotrebu materiálu, ale tiež výrazne skracuje cyklus vývoja produktu.
Kovová 3D tlač ponúka mnoho pozoruhodných výhod oproti konvenčným výrobným technikám:
Vysoký stupeň voľnosti dizajnu: možnosť rýchlej výroby zložitých vnútorných konštrukcií, čo je obzvlášť dôležité pre niekoľko hlavných komponentov v kozmickej lodi.
Vysoká miera využitia materiálu: Precíznym riadením spotreby materiálu sa znižuje plytvanie materiálom a spotreba energie pri výrobe.
Vysoká efektivita výroby zjednodušuje výrobný proces a zvyšuje ho odstránením požiadavky na formy a montážne techniky.
Vynikajúca kapacita prispôsobenia: schopnosť rýchlo vyvinúť a vytlačiť potrebné komponenty na základe skutočného dopytu, čím sa zlepší odozva a prispôsobivosť činností.
2, Skôr ako funkčná integrácia kovovej 3D tlače pre stavbu kozmickej lode
Kozmická loď je vysoko integrovaný systém, ktorého niekoľko častí musí úzko spolupracovať, aby splnili rôzne náročné úlohy. Vďaka svojim špeciálnym vlastnostiam technológia kovovej 3D tlače pokročila od výroby jednotlivých komponentov až po sofistikovanú funkčnú integráciu pri stavbe vesmírnych lodí.
Integrovaná výroba zložitých konštrukcií
Mnohé dôležité časti kozmických lodí, ako sú spaľovacie komory motorov, palivové potrubia atď., majú zložité geometrické tvary a vnútornú konštrukciu. Zatiaľ čo technológia kovovej 3D tlače môže tieto ťažkosti ľahko vyriešiť, pre tradičné výrobné techniky je niekedy ťažké dosiahnuť integrovanú výrobu týchto komponentov. Technológia kovovej 3D tlače môže dosiahnuť integrovanú výrobu zložitých konštrukčných komponentov presným riadením faktorov, ako je teplota, rýchlosť a presnosť počas procesu tlače, čím sa zlepší výrobná presnosť a kvalita komponentov.
kompozitná tlač zahŕňajúca niekoľko materiálov
Extrémne podmienky prostredia zahŕňajú vysokú teplotu, vysoký tlak a silné žiarenie môžu vyžadovať, aby komponenty v kozmickej lodi boli schopné prežiť. V dôsledku toho sa tieto časti zvyčajne skladajú z niekoľkých vysokovýkonných materiálov. Kompozitnú tlač viacerých materiálov vrátane zliatin titánu, zliatin hliníka, zliatin na báze niklu atď. možno dosiahnuť technológiou 3D tlače kovov. Okrem zvýšenia pevnosti a tvrdosti komponentov zaručuje táto kompozitná tlač ľahký dizajn, čím sa znižuje celková hmotnosť kozmickej lode.
Gradientová integrácia funkčných systémov
Okrem vynikajúcich mechanických vlastností musia časti kozmickej lode spĺňať osobitné funkčné potreby. Gradientnú integráciu funkčných štruktúr – teda kombinovanie niekoľkých rôznych funkčných štruktúr vo vnútri jedného komponentu – umožňuje technológia kovovej 3D tlače. Pre integrovanú gradientovú aditívnu výrobu funkčných štruktúr vysokoteplotných zliatin a zliatin medi v náporovej komore motora možno použiť napríklad technológiu kovovej 3D tlače. Okrem zvýšenia celkového výkonu dielov táto gradientná integrácia znižuje výrobné náklady a cykly.
Rýchla odozva a výroba na mieru
Astronauti na vesmírnych misiách sa môžu dostať do neznámych ťažkostí, ktoré si vyžadujú osobitné nástroje na manipuláciu. Bežná výroba nástrojov a spôsoby dopravy sú časovo náročné a drahé. Na základe aktuálnych požiadaviek na Zemi alebo v budúcich vesmírnych továrňach dokáže technológia kovovej 3D tlače rýchlo navrhnúť a vytvoriť potrebné nástroje. Okrem zvýšenia adaptability a reaktivity vesmírnych misií táto rýchla reakcia a prispôsobená výrobná kapacita pomáha znižovať náklady na výrobu náhradných dielov a prepravu.
3, Prípadová štúdia 3D kovovej tlače pre stavbu kozmickej lode
Na príklade hnacej komory leteckého motora bola pri výrobe tohto dielu dosť významná technológia kovovej 3D tlače. Náporová komora, ktorá je nevyhnutnou súčasťou leteckých motorov, musí odolávať extrémnym klimatickým podmienkam vrátane vysokej teploty a vysokého tlaku. Dosiahnutie integrovanej výroby a ľahkého dizajnu komponentov prítlačnej komory je niekedy náročné pri použití konvenčných výrobných techník. A 3D tlač kovu môže tieto ťažkosti ľahko vyriešiť. Technológia kovovej 3D tlače dosiahla integrovanú výrobu a ľahký dizajn komponentov prítlačnej komory presným riadením faktorov, ako je teplota, rýchlosť a presnosť počas celého procesu tlače. Súčasne s tým boli efektívne vyrábané vysokovýkonné a komplikované konštrukčné diely náporových komôr pre letecké motory kombináciou niekoľkých aditívnych výrobných techník s gradientnými aditívnymi výrobnými technológiami a rôznymi materiálovými funkčnými štruktúrami. Táto časť znižuje výrobné náklady a cykly, okrem toho, že má skvelé mechanické vlastnosti a výkon vo vysokoteplotnom a vysokotlakovom prostredí.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-water-pump-impeller.html