1. Stav súčasnej technológie kovovej 3D tlače v lietadlách
Technológia kovovej 3D tlače sa vo veľkej miere používa v leteckom priemysle na výrobu dôležitých častí, ako sú motory, spaľovacie komory a lopatky turbín. Napríklad prvým lokálne vyrobeným ihlovým elektrickým čerpadlom na kvapalný kyslíkový petrolej, ktorý využíva technológiu 3D tlače, je kvapalný raketový motor „Thunder{2}} od Deep Blue Aerospace. Jeho nastavenie rozsahu ťahu je 50 % -110 %; jeho maximálny vákuový ťah je 50 kN. Okrem toho, že SpaceX výrazne znižuje výrobné náklady a dodacie lehoty, vo veľkej miere používa 3D tlačené diely v raketových motoroch Falcon 9 a SuperDraco s veľkou pevnosťou, ťažnosťou a odolnosťou proti zlomeniu.
2. Myšlienka a výhody technológie trojrozmernej tlače viacerých materiálov
Pokročilá výrobná metóda známa ako multimateriálová 3D tlač umožňuje kompozitnú tlač viacerých materiálov. Umožňuje integráciu niekoľkých materiálov do jedného komponentu, čím sa vyrábajú zložité konštrukčné produkty, ktoré spĺňajú niekoľko účelov a výkonnostných kritérií a sú náročné na konvenčné výrobné techniky. Táto technológia ponúka viac príležitostí na vytváranie konkrétnych funkčných komponentov s lepším výkonom.
Technológia 3D tlače z viacerých materiálov sa väčšinou odráža v nasledujúcich vlastnostiach v oblasti letectva:
Variabilita dizajnu: Technika stohovania pri 3D tlači umožňuje dizajnérom vytvárať zložité geometrické tvary, čím sa zvyšuje ich kreatívna flexibilita. Dizajnéri môžu dosiahnuť kombinácie niekoľkých materiálov v rovnakom modeli pomocou tlače viacerých materiálov, aby splnili rôzne funkčné a výkonnostné kritériá.
Technika 3D tlače z viacerých materiálov dokáže okrem iných kovových a keramických práškových materiálov použiť aj žiaruvzdorné kovy a vysokovýkonnú keramiku. To ponúka prostriedky na vytváranie kovových keramických kompozitných konštrukcií s rôznymi chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami.
Technológia 3D tlače z viacerých materiálov môže využiť veľkú zložitosť štruktúry tvoriacej výhody 3D tlače na vytvorenie kompozitných materiálov a zložitých štruktúrnych prvkov, ktoré nie je možné vyrábať konvenčnými prostriedkami.
Technológia 3D tlače z viacerých materiálov môže poskytnúť integrované lisovanie konštrukčných komponentov z dvoch materiálov, čím sa zabráni problémom vyplývajúcim z viaczložkovej montáže v konvenčných procesoch, a tak pomôže zlepšiť všeobecný výkon a spoľahlivosť štruktúr z dvoch materiálov.
3. Aplikačné prípady technológie 3D tlače z viacerých materiálov vo vzdušnom priestore: Komponenty motora Komponenty leteckých motorov vrátane lopatiek turbín, spaľovacích komôr atď. boli efektívne vyrobené pomocou technológií 3D tlače z kovu. Tlač s použitím niekoľkých materiálov umožňuje výrazne znížiť hmotnosť a zároveň zaručuje vonkajšiu štruktúru a celkovú pevnosť, čím sa optimalizuje spotreba paliva a výkon lietadla. Pomocou technológie výroby aditív smerového nanášania energie DED NASA napríklad uložila bimetalické materiály na zadný koniec medenej komory GRCop-42, čím vytvorila vysokopevný axiálny spoj zo superzliatin železa a niklu pre trysku náporovej komory rakety, takže dosiahnutie nepretržitého chladenia a vyriešenie niektorých konštrukčných výziev a problémov s rozhraním pri návrhu skrutkových spojov.
Spoločnosti ako Deep Blue Aerospace, SpaceX a Skyroot Aerospace efektívne vyrobili raketové motory pomocou technológií 3D tlače. Spomedzi týchto, Dhawan-1, Skyroot Aerospace vypustil prvý raketový motor využívajúci 100 % 3D tlačených palivových vstrekovačov a úspešne ho otestoval na svojej nosnej rakete Vikram I. Spoločnosť pomocou technológie 3D tlače znížila kvalitu motora o 50 %, potrebné komponenty na jeho konštrukciu o polovicu a dodaciu dobu výroby o 80 %.
Proces PEP (Powder Extrusion) vyvinutý spoločnosťou Sublimation 3D je kreatívna nepriama 3D tlačová technológia pre kov/keramiku, ktorá sa už nemôže obmedzovať na výrobu jedného materiálu a vo veľkej miere spĺňa potreby zložitých kompozitných tlačových produktov. Táto technológia dosahuje kompozitnú tlač niekoľkých materiálov pomocou nezávislej 3D tlačiarne s dvojitou tryskou, ktorá dokáže tlačiť kovové a keramické materiály súčasne alebo striedavo. V rýchlom vývoji a výrobe kov/keramických multimateriálov, kov/keramických kompozitných materiálov a ich produktov v leteckom a kozmickom sektore nachádza táto technológia široký aplikačný potenciál.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-conformal-cooling-mold.html