1 Recenzia technológie 3D tlače kovov
Kovová 3D tlač, niekedy označovaná ako výroba kovových aditív, je technika, pri ktorej sa trojrozmerné veci vytvárajú vrstvením kovových práškov alebo drôtov po vrstvách. 3D tlač kovov ponúka nižšie výrobné náklady, kratšie vývojové cykly a väčšiu voľnosť v dizajne ako bežné odlievanie, kovanie alebo mechanické spracovanie. Môže byť prispôsobený skutočným potrebám a dosiahnuť integrované vytváranie zložitých geometrických tvarov.
Dve prominentné aplikácie technológie 3D tlače kovov pri výrobe lopatiek leteckých turbín sú nanášanie priamou energiou (DED) a selektívne tavenie práškového lôžka (PBF.). Priame laserové spekanie kovov (DMLS), selektívne tavenie laserom (SLM), tavenie elektrónovým lúčom (EBM) atď. tvoria súčasť procesu PBF. Pomocou laserového alebo elektrónového lúča zahrievajú kovový prášok na bod topenia, čím sa dosiahne vrstvenie po vrstvách. Proces DED neustále pridáva kovové drôty alebo prášky na stavebnú platformu po ich selektívnom roztavení pomocou laserových lúčov, elektrónových lúčov, plazmy alebo oblúka ako zdrojov tepla.
2 Kovová 3D tlač zlepšuje výkon lopatiek leteckej turbíny
Zlepšite štruktúru čepelí.
Lopatky leteckých turbín, ktoré majú zvyčajne zložité povrchy voľného tvaru, vyžadujú pomerne vysokú presnosť výroby. Presnejšie a sofistikovanejšie tvary čepelí, ktoré umožňujú technológie kovovej 3D tlače, pomáhajú maximalizovať aerodynamický výkon. Presné riadenie procesu tlače umožňuje vyrábať čepele so zložitými chladiacimi kanálmi a účinnými izolačnými povlakmi, čím sa výrazne zvyšuje ich odvod tepla a teplotná únosnosť.
Pre lopatky turbínových lopatiek spoločnosť GE napríklad dokončila návrh viacvrstvových vonkajších stien pomocou aditívnej výroby. Táto konštrukcia zvyšuje tepelnú znášanlivosť pôvodných lopatiek turbíny, čím zlepšuje ich chladiaci výkon a tým aj prevádzkovú teplotu motora. V súčasnosti je predmetom výskumu a hlavným prínosom technológie kovovej 3D tlače pri výrobe lopatiek leteckých turbín je táto efektívnejšia metóda chladenia vzduchom.
Zvýšte výkon materiálu.
Vysokovýkonné zliatinové materiály, ako sú zliatiny titánu, vysokoteplotné zliatiny na báze niklu atď., možno využiť v technológiách 3D tlače kovov. Tieto materiály znášajú skvelé prevádzkové podmienky a majú vynikajúce mechanické vlastnosti a odolnosť proti oxidácii. Presným riadením mikroštruktúry a veľkosti zŕn materiálov pomáha technológia kovovej 3D tlače maximalizovať ich mechanické vlastnosti.
Vedci z MIT zistili, že pridanie ďalších stupňov tepelného spracovania pomáha jemným zrnám 3D tlačených materiálov premeniť na väčšie „stĺpcové“ zrná, robustnejšie mikroštruktúry a môže znížiť potenciál tečenia materiálu. Tento vývoj otvára cestu pre priemyselnú 3D tlač lopatiek plynových turbín, čo umožňuje 3D tlačeným lopatkám zachovať si lepšiu flexibilitu a odolnosť vo vysoko vyhrievanom prostredí.
Rozpoznať ľahkú architektúru.
Maximalizáciou štruktúry a rozloženia materiálu čepelí môže technológia kovovej 3D tlače dosiahnuť ľahkú konštrukciu, a teda nižšiu hmotnosť bez kompromisov vo výkone. To je dosť dôležité pre efektívnosť letu lietadla a zlepšenie spotreby paliva. Napríklad lopatky turbíny zo zliatiny titánu a hliníka vyrobené technológiou 3D tlače majú takmer polovičnú hmotnosť ako bežné lopatky zo zliatiny na báze niklu, čím sa výrazne znižuje spotreba paliva a znečisťujúce látky.
Znížte cyklus vývoja a znížte náklady.
Rýchly prototyp a výroba na mieru, ktorú umožnila technológia kovovej 3D tlače, by mohli výrazne skrátiť vývojový cyklus lopatky leteckej turbíny. Priama tlač komplikovaných geometrických vzorov pomáha eliminovať viaceré postupy a náklady na formy pri konvenčných výrobných metódach, čím znižuje výrobné náklady. Okrem toho, že technológia 3D tlače z kovu rieši individuálne požiadavky na prispôsobenie leteckého sektora, môže tiež dosiahnuť výrobu v malých sériách a viacerých variáciách.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-milling-cutter-tools.html