1, nápad na dizajn, ktorý prekonáva obmedzenia konvenčnej výroby
Kovová 3D tlač umožňuje dizajnérom vytvárať zložité geometrické prvky s doteraz neslýchanými stupňami voľnosti. Zatiaľ čo 3D tlač pridáva materiály vrstvu po vrstve, teoreticky umožňuje akýkoľvek tvar objektu, pokiaľ ho možno definovať v počítačovom modeli, tradičná subtraktívne výroba, vrátane rezania, je obmedzená dráhami nástrojov a odstraňovaním materiálu. Najmä pre komponenty kozmických lodí je táto funkcia obzvlášť dôležitá, pretože kozmické lode niekedy potrebujú integráciu vysoko sofistikovaných funkčných komponentov vrátane ľahkých konštrukcií, presných výmenníkov tepla, zložitých kvapalinových kanálov atď., ktoré sú v konvenčnej výrobe náročné alebo drahé.
Dizajnéri môžu voľne maximalizovať štruktúru komponentov pomocou kovovej 3D tlače, aby dosiahli najlepší mechanický výkon, účinnosť tepelného manažmentu alebo úsporu hmotnosti. Napríklad techniky topologickej optimalizácie umožňujú drasticky znížiť spotrebu materiálu komponentov pri splnení kritérií pevnosti, čím umožňujú zlepšiť užitočné zaťaženie, ako aj spotrebu paliva kozmickej lode.
2, Výber materiálu: rozšírte rozsah aplikácie
Bohatý výber materiálov pre diely kozmických lodí, ktorý umožňuje technológia kovovej 3D tlače, zahŕňa okrem iného zliatiny titánu, vysokoteplotné zliatiny, nehrdzavejúcu oceľ a zliatiny hliníka. Vďaka svojej veľkej pevnosti, odolnosti proti korózii, vysokej teplotnej stabilite a nízkej hmotnosti nachádzajú tieto materiály rozsiahle využitie v leteckom priemysle.
Najmä zliatina titánu s nízkou hustotou a veľkou pevnosťou sa stala zvoleným materiálom pre konštrukčné prvky kozmických lodí. Napriek tomu je konvenčná výroba titánovej zliatiny nákladná a náročná; Technológia kovovej 3D tlače môže tieto výzvy výrazne odstrániť. Optimalizáciu mikroštruktúry dielov zo zliatiny titánu možno dosiahnuť presnou reguláciou parametrov tlače, čím sa zvýši ich všeobecný výkon.
Okrem toho kovová 3D tlač umožňuje použitie funkčne triedených materiálov alebo kompozitných materiálov, ktoré môžu mať rôzne fyzikálne vlastnosti vrátane tvrdosti, hustoty alebo tepelnej vodivosti v rôznych oblastiach, čo je nevyhnutné na splnenie výkonnostných kritérií častí kozmických lodí v extrémnom prostredí.
3, Optimalizácia procesov znamená zvýšenie kvality a efektívnosti výroby.
Dosiahnutie efektívnej a kvalitnej výroby dielov na mieru závisí od optimalizácie procesu kovovej 3D tlače. Ide o presnú úpravu parametrov tlače (ako je výkon lasera, rýchlosť skenovania, hrúbka vrstvy a pod.), spracovanie a recykláciu práškových materiálov a skvalitnenie operácií následného spracovania vrátane tepelného spracovania, povrchovej úpravy a pod.
Neustála optimalizácia parametrov tlače pomáha výrazne znížiť výskyt chýb (ako sú póry, praskliny atď.), čím sa zvyšuje hustota a mechanické vlastnosti dielov. Konštrukčná charakteristika kovovej 3D tlače vrstva po vrstve tiež umožňuje zabudovanie senzorov, funkčných komponentov atď. počas procesu tlače, čím sa dosiahne integrovaný dizajn a výroba dielov, čím sa zníži počet montážnych krokov, a tým sa zlepší spoľahlivosť a efektívnosť celého systému. .
4, Praktická aplikácia: krok od hromadnej výroby k prototypu
Od prototypovej výroby až po sériovú výrobu sa progresívne rozšírilo využitie technológie kovovej 3D tlače pri výrobe dielov vesmírnych lodí. Na výrobu dôležitých komponentov vrátane častí motora, palivových nádrží a systémov tepelnej ochrany napríklad vesmírne agentúry ako NASA a ESA prijali technológiu 3D tlače. Tieto komponenty majú nielen lepší výkon, ale tiež výrazne znižujú výrobné cykly a náklady.
Okrem toho ponúka možnosti na opravu obežnej dráhy a vylepšenia vesmírnych lodí kovová 3D tlač. Astronauti môžu okamžite vytvoriť alebo nahradiť rozbité časti na obežnej dráhe prenášaním 3D tlačiarní a požadovaných surovín, čím výrazne zvyšujú flexibilitu a udržateľnú prevádzkovú schopnosť kozmickej lode.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminium-high-performance-radiator-by-3d.html