1 Metāla 3D drukas tehnoloģijas apskats
Metāla 3D drukāšana, ko dažkārt dēvē par metāla piedevu ražošanu, ir paņēmiens, kurā trīsdimensiju lietas tiek radītas, saliekot slāni pa slānim metāla pulverus vai stieples. Metāla 3D druka piedāvā mazākas ražošanas izmaksas, īsākus izstrādes ciklus un lielāku dizaina brīvību nekā parastā liešana, kalšana vai mehāniskā apstrāde. To var pielāgot, lai tas atbilstu faktiskajām vajadzībām un panāktu sarežģītu ģeometrisku formu integrētu veidošanos.
Divi nozīmīgi metāla 3D drukāšanas tehnoloģijas pielietojumi lidaparātu turbīnu lāpstiņu ražošanā ir virzītā enerģijas pārklāšana (DED) un pulvera slāņa selektīvā kausēšana (PBF.). Tiešā metāla lāzera saķepināšana (DMLS), lāzera selektīvā kausēšana (SLM), elektronu staru kausēšana (EBM) utt. ir daļa no PBF procesa. Izmantojot lāzera vai elektronu staru, tie uzkarsē metāla pulveri līdz kušanas temperatūrai, tādējādi panākot slāni pa slānim. DED process pastāvīgi pievieno metāla stieples vai pulverus ēkas platformai pēc to selektīvas kausēšanas, izmantojot lāzera starus, elektronu starus, plazmu vai loku kā siltuma avotus.
2 Metāla 3D drukāšana uzlabo lidmašīnas turbīnas lāpstiņu veiktspēju
Uzlabojiet asmeņu struktūru.
Lidmašīnu turbīnu lāpstiņām parasti ir sarežģītas brīvas formas virsmas, un tām ir nepieciešama diezgan augsta ražošanas precizitāte. Precīzākas un izsmalcinātākas asmeņu formas, ko nodrošina metāla 3D drukas tehnoloģijas, palīdz maksimāli palielināt aerodinamisko veiktspēju. Precīza drukas procesa kontrole ļauj izgatavot asmeņus ar sarežģītiem dzesēšanas kanāliem un efektīviem izolācijas pārklājumiem, tādējādi ievērojami uzlabojot to siltuma izkliedi un temperatūras nestspēju.
Piemēram, turbīnu lāpstiņu aerosoliem GE ir izstrādājis daudzslāņu ārējās sienas, izmantojot piedevu ražošanu. Šī konstrukcija paaugstina oriģinālo turbīnu lāpstiņu temperatūras nestspēju, tādējādi uzlabojot to dzesēšanas jaudu un līdz ar to arī dzinēja darba temperatūru. Pašlaik tiek pētīta šī efektīvākā gaisa dzesēšanas metode un galvenais metāla 3D drukas tehnoloģijas ieguvums gaisa kuģu turbīnu lāpstiņu ražošanā.
Uzlabojiet materiāla veiktspēju.
Metāla 3D drukāšanas tehnoloģijās var izmantot augstas veiktspējas sakausējumu materiālus, piemēram, titāna sakausējumus, augstas temperatūras sakausējumus uz niķeļa bāzes utt. Šie materiāli var izturēt lieliskus ekspluatācijas apstākļus, un tiem ir izcilas mehāniskās īpašības un izturība pret oksidēšanu. Precīzi kontrolējot materiālu mikrostruktūru un graudu izmēru, metāla 3D drukas tehnoloģija palīdz maksimāli palielināt to mehāniskās īpašības.
MIT pētnieki ir atklājuši, ka papildu termiskās apstrādes posmu pievienošana palīdz 3D drukāto materiālu smalkos graudus pārvērst lielākos "kolonnveida" graudos, izturīgākās mikrostruktūrās un var samazināt materiāla šļūdes potenciālu. Šī attīstība paver ceļu rūpnieciskai gāzturbīnu lāpstiņu 3D drukāšanai, tādējādi ļaujot 3D drukātajām lāpstiņām saglabāt labāku elastību un izturību ļoti karstā vidē.
Atpazīstiet vieglo arhitektūru.
Palielinot asmeņu struktūru un materiālu sadalījumu, metāla 3D drukas tehnoloģija var sasniegt vieglu dizainu un līdz ar to arī mazāku svaru, nemazinot veiktspēju. Tas ir diezgan svarīgi, lai uzlabotu gaisa kuģa lidojumu efektivitāti un degvielas ekonomiju. Piemēram, titāna alumīnija sakausējuma turbīnu lāpstiņas, kas ražotas ar metāla 3D drukāšanas tehnoloģiju, ir gandrīz uz pusi mazākas nekā parastajām niķeļa sakausējuma lāpstiņām, tādējādi ievērojami samazinot degvielas patēriņu un piesārņotājus.
Samaziniet attīstības ciklu un samaziniet izdevumus.
Ātrs prototips un pielāgota ražošana, ko nodrošina metāla 3D drukas tehnoloģija, varētu ievērojami samazināt lidmašīnas turbīnas lāpstiņas izstrādes ciklu. Sarežģītu ģeometrisku dizainu tiešā drukāšana palīdz novērst vairākas procedūras un veidņu izmaksas tradicionālajās ražošanas metodēs, tādējādi samazinot ražošanas izmaksas. Turklāt, risinot individuālās pielāgošanas prasības aviācijas nozarē, metāla 3D drukas tehnoloģija var nodrošināt arī mazu partiju un vairāku variāciju ražošanu.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-milling-cutter-tools.html