Vai aviācijas un kosmosa veidnēs ir izmantota metāla 3D druka?

1. Tehnoloģiskā pielāgošanās spēja: tradicionālās ražošanas fizisko un finansiālo šķēršļu pārvarēšana
Aviācijas un kosmosa veidnēm ir jābūt ar sarežģītu kanālu dizainu, augstas{0}precizitātes virsmas apstrādi, vieglām konstrukcijām un spēju izturēt skarbos apstākļus. Metāla 3D drukas tehnoloģija atbilst visām šīm vajadzībām, izmantojot šādas funkcijas:
Piemērots dzesēšanas kanāla dizains
Tipiskā veidņu dzesēšanas sistēma izmanto urbšanas tehnoloģiju, taču to ierobežo veidnes struktūra. Tas var radīt problēmas ar nevienmērīgu dzesēšanu, kas var izraisīt karstos punktus. Metāla 3D druka var pieķerties veidņu dobumiem, izmantojot topoloģijas optimizāciju, lai izveidotu dzesēšanas kanālus jebkurā formā. Piemēram, Platinum Technology izgatavoja aizdedzes līkuma caurules veidni Blue Arrow Aerospace, kas izmanto konformālu ūdensceļu, lai samazinātu iesmidzināšanas liešanas ciklu par 35%. Produktu sertifikācijas līmenis ir pieaudzis no 85% līdz 96%. Šāda veida tehnika var ievērojami samazināt termiskā stresa koncentrāciju gaisa kuģu dzinēju lāpstiņu veidnēs un padarīt veidni ilgāku kalpošanas laiku.
Augstas-precizitātes virsma un funkcionāla integrācija
Aviācijas un kosmosa veidnēm ir vajadzīgas ļoti gludas virsmas, un metāla 3D drukāšana var iegūt virsmas, kuru raupjums Ra ir mazāks par vai vienāds ar 0,8 μm, mainot lāzera jaudu, skenēšanas metodi un pulvera īpašības. Piemēram, ar Platinum A160 printeri izgatavotajai titāna sakausējuma gūžas locītavas veidnei ir mikroporaina virsma (porainība no 60% līdz 80%), kas uzreiz atbilst bioloģiskās saderības standartiem, tāpēc pēc drukāšanas nav nepieciešama pulēšana. Arī metāla 3D druka var drukāt ar vairāk nekā vienu materiālu vienlaikus. Piemēram, Laser Luminescence izgatavoja vara augstas temperatūras-sakausējuma daudz{10}}materiālu vilces kameras veidni, kas vara substrāta virsmai pievieno GH4169 stiegrojuma slāni, izmantojot lāzera apšuvuma tehnoloģiju. Tas līdzsvaro siltumvadītspēju un konstrukcijas izturību.
Vieglā svara un topoloģijas optimizācija
Lai taupītu enerģiju un padarītu transportēšanu efektīvāku, aviācijas un kosmosa veidnēm ir jābūt pēc iespējas vieglākām, vienlaikus spēcīgām. Biomimētiskā režģa arhitektūra un plānās -sienu pastiprinājums var palīdzēt metāla 3D drukāšanai ietaupīt vairāk nekā 30% no tā svara. Piemēram, Platinum Technology izveidoja 3D drukāšanas veidni noteiktai satelītu konstrukcijai, kas izmanto režģa dizainu. Šis dizains samazina svaru par 40%, vienlaikus saglabājot izturību. Tas ir veiksmīgi izmantots Ķīnas lielākajā 3D drukāšanas satelītprojektā kosmosā.
Ātri veicot izmaiņas un nelielas partijas
Tradicionālajai veidņu ražošanai ir nepieciešami vairāki mēneši, lai atvērtu veidni, savukārt metāla 3D drukāšana var ātri mainīt veidņu modeļus, izmantojot opciju "drukāšana ar vienu klikšķi". Tas ir svarīgi aviācijas un kosmosa produktiem, jo ​​tiem ir īss iterācijas cikls. Piemēram, Viskonsinas 3D drukas iekārta var drukāt ar vairākiem lāzeriem vienlaikus. Tas var izgatavot 200 gabalus dienā un maksā par 40% mazāk par vienu gabalu nekā tradicionālās metodes. Tas ievērojami paātrina jaunu raķešu dzinēju izpētes un izstrādes ciklu.
2. Bieži lietojami gadījumi: aptver visu, sākot no galvenajiem komponentiem līdz visai nozares ķēdei
Metāla 3D drukāšanas tehnoloģija ir nonākusi daudzās svarīgās aviācijas un kosmosa veidņu jomās, radot pilnīgu procesa risinājumu no dizaina pārbaudes līdz masveida ražošanai:
Forma dzinēja daļām
Metāla 3D drukāšanu bieži izmanto, lai izgatavotu veidnes tādām būtiskām detaļām kā turbīnu lāpstiņas un sadegšanas kameras gaisa kuģu dzinējos. YF-75DA dzinēja aizdedzes līkuma caurules veidne, kas tika izveidota, Platinum un Blue Arrow Aerospace sadarbojoties, samazina plaisāšanas risku, kas rodas, izmantojot standarta metināšanas metodes, izmantojot integrētu formēšanu. Tādējādi veidne kalpo vairāk nekā par 50% ilgāk. GE Aviation izmanto arī metāla 3D drukāšanu, lai izgatavotu veidnes degvielas sprauslām, kas samazina piegādes laiku uz pusi un izmaksas par 30%.
Veidne kosmosa kuģu konstrukcijas daļām
Lai izgatavotu veidnes lielām konstrukcijas daļām, piemēram, satelītiem un raķešu sekcijām, ir nepieciešami ļoti spēcīgi un precīzi izmēri. LiM-X650 lāzera iekārta izdrukāja veidni noteiktai raķetes nodalījuma zonai. Tas sastāv no stipra un viegla alumīnija sakausējuma. Topoloģijas optimizācija uzlabo struktūras veiktspēju, un vietējā režģa struktūra ir izstrādāta, lai atbrīvotos no papildu daļām un atbilstu vieglajiem kritērijiem. Veidne ir veiksmīgi izmantota Chang Ba Jia raķešu kodola otrā posma izgatavošanai, kas ir ievērojami paātrinājis ražošanas procesu.
Forma siltuma apmaiņai un siltuma zudumiem
Aviācijas un kosmosa iekārtas darbojas ļoti skarbos apstākļos, un siltuma izkliedes veidnēm ir ļoti stingri darbības standarti. Platinum Technology izgatavotās tīra vara siltuma izkliedes spuru veidnes gradienta biezums ir no 0,5 mm līdz 1 mm. Tas kopā ar tīra vara augsto siltumvadītspēju padara to par 40% efektīvāku siltuma izkliedēšanā nekā parastajām veidnēm. Cilvēki ir daudz izmantojuši šāda veida veidni tādās vietās kā raķešu dzinēju vilces kameras un satelītu siltuma kontroles sistēmas.
Veidņu nostiprināšana un atjaunošana
Pelējuma nodiluma vai plaisu novēršana kosmosa iekārtās pēc ilgstošas ​​lietošanas maksā daudz. Izmantojot reverso inženieriju, metāla 3D drukāšana var ātri izgatavot veidņu dobumu kopijas. Tas var arī novērst lokālus bojājumus, izmantojot potēšanas drukas tehniku. Piemēram, Platinum sistēmas automātiskās detaļu potēšanas sistēmas potēšanas precizitāte ir 0,05 mm, kas samazina remonta izmaksas uz pusi salīdzinājumā ar iepriekšējām metodēm un paātrina remonta ciklus par 70%.
3. Rūpnieciskās ekosistēmas izveide: no lieliem tehnoloģiskiem sasniegumiem līdz plašiem lietojumiem
Metāla 3D drukas plašā izmantošana aviācijas un kosmosa veidņu biznesā ir rezultāts jaunām idejām, kas nāk gan no nozares ķēdes augšdaļas, gan apakšas.
Jaunas idejas instrumentiem un materiāliem
Bolite un Huashu High Tech ir divi vietējie uzņēmumi, kas ir izlaiduši vairākus rūpnieciskus{0}}metāla 3D printerus, ar kuriem var izveidot milzīgus, daudz{2}}materiālus un augstas{3}precizitātes objektus. Piemēram, Platinum BLT{5}}S1500 ietver 26-lāzera sinhronās skenēšanas sistēmu, kas var drukāt 10 reizes ātrāk nekā standarta viena{15}}lāzera aprīkojums un izgatavot kosmosa detaļas ar 1,5 metru diametru. Xi'an Sailong Metal ir izveidojis sfērisku titāna sakausējuma pulveri, kas ir par 30% plūstošāks, kas nozīmē, ka to var drukāt ar lielāku precizitāti. Ar AVIC Maite MT800H aprīkojumu var drukāt augstas temperatūras sakausējumus, kuru pamatā ir niķelis, lai apmierinātu dzinēja karstā gala komponentu vajadzības.
Standartu noteikšana un procesu optimizēšana
Aviācijas un kosmosa nozarei ir ļoti augsti veidņu kvalitātes kritēriji, un tai ir jānosaka stingras vadlīnijas procesu vadīšanai. Piemēram, Platinum Technology viedā procesu bibliotēka apvieno vairāk nekā 100 000 materiālu parametru kopas un ļauj viegli atrast labāko drukas risinājumu ar vienu klikšķi. Rūpnieciskās -metāla 3D drukāšanas risinājumā, ko radīja Huashu High Tech un Siemens, tiek izmantota vairāku-fizikas lauka savienojuma analīze, lai atrastu labāko drukāšanas ceļu un samazinātu deformācijas risku. Arī uzņēmumi ASV aktīvi iesaistās tādu starptautisku standartu kā ISO/ASTM izveidē, kas veicina tehnoloģiju izmantošanu standartizētā veidā.
Jauni pakalpojumu sniegšanas veidi
Metāla 3D drukas uzņēmumi mainās no "iekārtu piegādātājiem" uz "pilna dzīves cikla pakalpojumu sniedzējiem". Piemēram, Bolite izmanto IoT platformu, lai brīdinātu klientus par aprīkojuma problēmām, diagnosticētu tās no attāluma un nosūtītu viņiem detaļas. Viņu klienti nāk no tādām nozarēm kā kosmosa un automobiļu ražošana. Uzņēmums Huashu High Tech ir izveidojis visaptverošu-vienā{5}}piegādes modeli “aparatūra+programmatūra+pakalpojumi”, lai palīdzētu klientiem pārvarēt tehniskās problēmas.