1 Anmeldelse af Metal 3D Printing Technology
Metal 3D-print, nogle gange omtalt som metal additiv fremstilling, er en teknik, hvorved tredimensionelle ting skabes ved lag for lag stabling af metalpulver eller ledninger. Metal 3D-print giver færre produktionsomkostninger, kortere udviklingscyklusser og mere designfrihed end konventionel støbning, smedning eller mekanisk bearbejdning. Den kan skræddersyes til at passe til faktiske behov og opnå integreret dannelse af indviklede geometriske former.
To fremtrædende anvendelser af metal 3D-printteknologi til fremstilling af flyturbineblade er rettet energiaflejring (DED) og pulverbedselektiv smeltning (PBF.). Direkte metallasersintring (DMLS), laserselektiv smeltning (SLM), elektronstrålesmeltning (EBM) osv. indgår i PBF-processen. Ved hjælp af laser eller elektronstråle opvarmer de metalpulver til smeltepunktet og opnår derved lag for lag stabling. DED-processen tilføjer konstant metaltråde eller pulvere til byggeplatformen efter selektivt at smelte dem ved hjælp af laserstråler, elektronstråler, plasma eller lysbue som varmekilder.
2 Metal 3D-printning forbedrer flyets turbineblads ydeevne
Forbedre strukturen af knive.
Normalt med indviklede overflader i fri form, kræver flyturbineblade ret høj fremstillingsnøjagtighed. Mere præcise og sofistikerede bladformer muliggjort af metal 3D-printteknologier hjælper med at maksimere den aerodynamiske ydeevne. Præcisionskontrol af printprocessen gør det muligt at producere blade med indviklede kølekanaler og effektive isolerende belægninger, hvilket i høj grad forbedrer deres varmeafledning og temperaturbærende kapacitet.
For turbineblade har GE f.eks. udført design af flerlags ydervægge ved hjælp af additiv fremstilling. Denne konstruktion øger de originale turbineblades temperaturbærende evne og forbedrer derfor deres kølekapacitet og dermed motorens driftstemperatur. I øjeblikket under forskningsopmærksomhed og en hovedfordel ved metal 3D-printteknologi i produktion af flyturbineblade er denne mere effektive luftkølingsmetode.
Forbedre materialets ydeevne.
Højtydende legeringsmaterialer såsom titanlegeringer, nikkelbaserede højtemperaturlegeringer osv., kan bruges i metal 3D-printteknologier. Disse materialer kan tåle store driftsforhold og har fremragende mekaniske egenskaber og oxidationsbestandighed. Ved nøjagtigt at kontrollere materialers mikrostruktur og kornstørrelse hjælper 3D-printteknologi af metal med at maksimere deres mekaniske kvaliteter.
MIT-forskere har opdaget, at tilføjelse af ekstra varmebehandlingstrin hjælper de fine korn af 3D-printede materialer med at blive omdannet til større "søjleformede" korn, mere robuste mikrostrukturer og kan reducere materialets krybepotentiale. Denne udvikling åbner vejen for industriel 3D-printning af gasturbinevinger, og tillader derfor 3D-printede vinger at bevare bedre fleksibilitet og udholdenhed i stærkt opvarmede omgivelser.
Genkend letvægtsarkitektur.
Ved at maksimere bladenes struktur og materialefordeling kan 3D-printteknologi i metal opnå letvægtsdesign og dermed lavere vægt uden at gå på kompromis med ydeevnen. Dette er ret vigtigt for flyets flyeffektivitet og brændstoføkonomi. For eksempel vejer titanium-aluminiumslegering turbineblade fremstillet med metal 3D-printteknologi næsten halvdelen af vægten af konventionelle nikkelbaserede legeringsvinger, hvilket sænker brændstofforbruget og forurenende stoffer betydeligt.
Skær udviklingscyklussen og sænk omkostningerne.
Hurtig prototype og skræddersyet produktion muliggjort af metal 3D-printteknologi kan i høj grad reducere udviklingscyklussen for flyets turbineblade. Direkte udskrivning af komplicerede geometriske designs hjælper med at eliminere adskillige procedurer og støbeudgifter i konventionelle fremstillingsmetoder, og sænker derfor produktionsomkostningerne. Ydermere imødekommer de individualiserede tilpasningskrav i luftfartssektoren, metal 3D-printteknologi kan også opnå små batch- og multivariationsproduktion.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-milling-cutter-tools.html