一. Dizajn je ľahký a zvyšuje výkon
Keďže zníženie hmotnosti môže výrazne zvýšiť výkon a účinnosť kozmickej lode, vonkajšia konštrukcia kozmickej lode má pomerne vysoké kritériá na nízku hmotnosť. Pomocou vylepšenia materiálových vlastností a optimalizácie štruktúry tento cieľ dosiahla technológia kovovej 3D tlače. Technológia 3D tlače laserového nanášania kovu bola použitá napríklad pri konštrukcii žiaruvzdornej spodnej rámovej konštrukcie vratnej kapsuly, čím sa nielen efektívne znížila hmotnosť, ale aj výrobný cyklus a náklady. Prostredníctvom presnej „diferenciácie a integrácie“ táto technológia dodáva tovar, ktorý v podstate zabraňuje plytvaniu zdrojmi a časovým nákladom pri konvenčných výrobných technikách.
2. Prispôsobené budovanie zložitých konštrukcií
Vo vonkajšom ráme kozmickej lode sa nachádza veľa zložitých a presných komponentov, ako sú lopatky turbíny, spaľovacie komory motora atď. Vďaka svojej vysoko presnej riadiacej kapacite dokáže technológia kovovej 3D tlače produkovať extrémne komplikované diely, ktoré prekonávajú konvenčné výrobné techniky. Dizajnéri môžu rýchlo a presne vytvárať prototypy pomocou personalizačných funkcií tejto technológie, čím sa zvyšuje efektivita dizajnu. Napríklad technológia kovovej 3D tlače znižuje pracné presné obrábanie a montážne operácie pri optimalizácii návrhu leteckých motorov, čo umožňuje inžinierom efektívnejšie maximalizovať motory.
3. Rýchla oprava a výroba
Niektoré časti kozmickej lode majú obmedzenú životnosť a vyžadujú častú údržbu a opravy. Nielen drahé, ale aj časovo náročné konvenčné techniky opráv zahŕňajú repasovanie alebo zváranie. Pomocou technológie kovovej 3D tlače je možné dosiahnuť presnú opravu poškodených miest a rýchlu výrobu komponentov, čím sa výrazne skráti cyklus opravy a znížia sa výrobné náklady. To môže znížiť náklady na štart a zvýšiť flexibilitu misie, takže je to obzvlášť dôležité pri údržbe obežnej dráhy a núdzovej výmene komponentov.
Ťažkosti, ktorým čelí
1. čelí technickým ťažkostiam.
Hoci technológia kovovej 3D tlače priniesla pozoruhodný pokrok v leteckom priemysle, jej použitie stále predstavuje určité technické ťažkosti. Po prvé, problémom je, že sa kovové zariadenie na 3D tlač zmenšuje. Inštalačný priestor je priestorovo obmedzený; takže súčasné kovové 3D tlačiarne sú veľké a musia byť miniaturizované, aby sa zmestili do priestoru. Okrem toho musí byť vysoko regulovaná vysoká teplota, laser, teplo a dym produkované počas operácie kovovej 3D tlače, aby sa zabezpečilo vzdušné prostredie a bezpečnosť vesmírnej stanice.
2. Vplyv mikrogravitačného prostredia
Techniky kovovej 3D tlače poskytujú niekoľko ťažkostí v nastaveniach mikrogravitácie. Napríklad laserová 3D tlač v práškovom lôžku ponúka najlepšiu kvalitu a presnosť výroby, ale je náročné rovnomerne rozložiť prášok v prostredí mikrogravitácie, čo ovplyvňuje kvalitu tlače. Hoci gravitácia nemá žiadny vplyv na hodvábnu tlač, stále je potrebné zvýšiť kvalitu jej výroby a presnosť tlače. Hlavným technickým problémom je teraz vývoj techník 3D tlače kovov vhodných pre podmienky mikrogravitácie.
3. Výdavky a zdroje
Aj keď sú vhodné pre technológiu kovovej 3D tlače, kovové práškové materiály majú stále určité obmedzenia a vysoké náklady. Zatiaľ čo neustály pokrok v technológii umožní navrhnúť a aplikovať rôzne materiály, stále je potrebné vyriešiť prekážky vo výkonnosti materiálov, nákladoch a dostupnosti. Okrem toho obmedzujú všeobecné použitie technológie 3D tlače kovov v leteckom priemysle trochu vysoké náklady na vybavenie, údržbu a školenia.
4. Zákony a smernice
Na výrobu a aplikáciu vonkajšej konštrukcie kozmickej lode platia prísne pravidlá a normy. Produkty kovovej 3D tlače sú vyvíjajúcou sa technológiou s veľmi komplikovanými postupmi certifikácie a posudzovania zhody. Stanovenie pravidiel priraďovania a štandardných postupov a prísne testovanie a hodnotenie výrobkov s technológiou 3D tlače z kovu pomáha zaručiť bezpečnosť a spoľahlivosť kozmických lodí.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/stainless-steel-pump-impeller-by-metal-3d.html