Med sin store nøjagtighed, effektivitet og ydeevne har metal 3D-printteknologi bragt radikale forbedringer til luftfartsindustrien i nutidens hastigt fremadskridende luftfartsteknologi. Især ved brugen af lavdensitets- og højstyrkelegeringer sænker denne teknik i høj grad fremstillingsomkostninger og produktionscyklusser ud over at højne delefremstillingskvaliteten. To almindelige højstyrke- og lavdensitetslegeringer, titanlegering og aluminiumslegering, har vist enestående ydeevne inden for 3D-print af metal i rumfartssektoren.
Titaniumlegering 3-D-udskrivningsydelse
På grund af deres store styrke, lave tæthed og fremragende korrosionsbestandighed er titanlegeringer helt uundværlige inden for metal 3D-print. Titaniumlegeringer har særlig omfattende anvendelse i luftfartsindustrien. De gør ikke kun fly lettere, men bevarer også en stabil ydeevne i krævende omgivelser. Ved hjælp af 3D-printteknologi kan titanlegeringer fremstilles for at skabe dele med indviklede designs og enestående ydeevne, herunder rammer, blade til luftfartsmotorer osv., hvilket forbedrer flyets pålidelighed og ydeevne.
Blandt de to ofte anvendte teknikker i 3D-metalprintteknologi til titanlegeringsdele er selektiv lasersmeltning (SLM) og elektronstrålesmeltning (EBM), for det meste afhængig af pulverbedsmeltningsteknologi. Ved at bruge højenergi laserstråler eller elektronstråler overlejrer disse teknologier titanlegeringspulver for at skabe den tilsigtede delform. De trykte stykker har stor dimensionsnøjagtighed og god overfladekvalitet på grund af den nøjagtige kontrol af laser- eller elektronstråler samt den homogene fordeling af titanlegeringspulver; de kan bruges lige uden yderligere forarbejdning.
Bortset fra at forbedre fremstillingspræcisionen og kvaliteten af produkter, fremmer titanlegerings 3D-printteknologi i høj grad materialeøkonomi. Baseret på delenes tredimensionelle modeldata kan den præcist styre mængden af anvendte materialer og dermed forhindre materialetab og spild under næste bearbejdning. Desuden er 3D-print af titanlegeringer ret gode til at håndtere indviklede buede komponenter. Lag for lag akkumulering gør, at man nemt kan bygge emner med indviklede kurver, former eller hulrum uden at kræve besværlige skære- og forarbejdningsteknikker.
Bortset fra motorblade og rammer anvendes 3D-printteknologi af titanlegering i vid udstrækning i luft- og rumfartsindustrien til at producere vigtige dele af rumfartøjer, herunder landingsstel og forbindelser. Disse dele kræver lav densitet og stor styrke samt god trætheds- og korrosionsbestandighed. Disse behov kan opfyldes, og rumfartøjets ydeevne og pålidelighed forbedres af titanlegerings 3D-printteknologi.
Aluminiumslegering tredimensionel printydelse
På grund af sin lette vægt, store styrke og anstændige varmeledningsevne er aluminiumslegering også ret foretrukket inden for metal 3D-print. 3D-printteknologi af aluminiumslegering anvendes i vid udstrækning i luftfarts- og bilindustrien til fremstilling af letvægtsdele inklusive radiatorer, motorophæng osv. Ved hjælp af intelligent design kan ingeniører generere lette og robuste komponenter, så brændstoføkonomien og produktets ydeevne forbedres. .
Særligt selektiv lasersmeltning (SLM) teknologi, pulverbedsmelteteknologi hjælper også med at forbedre aluminiumslegerings 3D-printteknologi. Under drift af en laserstråle dannes smeltet og størknet lag for lag aluminiumslegeringspulver meget præcist og med høj overfladekvalitet. Sammen med en kraftig sænkning af produktionsomkostninger og produktionscyklusser forbedrer 3D-printteknologi af aluminiumslegeringer fremstillingspræcisionen og kvaliteten af emner.
Fremstilling af komplekse former kræver især 3D-printteknologier af aluminiumslegering. I luft- og rumfartssektoren fremstilles f.eks. flybeklædning, lange trussrammer, vægpaneler og andre dele af aluminiumslegeringer i vid udstrækning. Disse dele kræver ikke kun lav densitet og stor styrke, men også enestående formbarhed og korrosionsbestandighed. Disse behov kan tilfredsstilles og produktionseffektivitet og delekvalitet øges ved at bruge 3D-printteknologi af aluminiumslegering.
Derudover er 3D-printteknologi af aluminiumslegering egnet til fremstilling af unikke ydeevnelegeringer med høj temperaturbestandighed, stor styrke og stor sejhed. For eksempel er hovedkomponenterne i den fleksible udrulningsmekanisme af solfløjen af himmelundersøgelses-eksperimentelle modul og adaptere til adskillige eksperimentelle kabinetter blevet effektivt udnyttet den nye aluminiummatrix-komposit udviklet af Institute of Metals of the Chinese Academy of Sciences. Disse unikke ydeevnelegeringer kan tilfredsstille de særlige krav til højtydende materialer i rumfartssektoren ved hjælp af lav densitet og høj styrke samt ved hjælp af stærk slidstyrke, god dæmpningsevne og udmattelsesbestandighed.
Fordele ved lavdensitets- og højstyrkelegeringer til flybrug
Brug af lavdensitets- og højstyrkemetaller i rumfart øger ikke kun produktionskvaliteten, men giver også forskellige fordele. Først og fremmest kan disse legeringer dramatisk lette fly, øge flyveydelsen og brændstoføkonomien. For eksempel er de producerede komponenter mere lette, da tæthederne af titanlegering og aluminiumslegering er langt lavere end for konventionelle metalmaterialer som rustfrit stål.
For det andet kan højstyrke lavdensitetslegeringer bevare en stabil ydeevne under krævende forhold og vise god korrosionsbestandighed og udmattelsesbestandighed. Til fremstilling af komponenter, der kører i ætsende omgivelser, har titanlegeringer f.eks. stor modstandsdygtighed over for ætsende medier, herunder syrer og baser. God formbarhed og korrosionsbestandighed af aluminiumslegering gør den velegnet til fremstilling af komplicerede formede komponenter.
Desuden forbedrer ressourceforbruget og produktionseffektiviteten 3D-printteknologierne af lavdensitets- og højstyrkelegeringer. Materialespild og -tab under senere forarbejdning er blevet sænket ved nøjagtig kontrol af materialeforbruget ved at anvende en lag for lag akkumuleringsfremstillingsteknik. Samtidig kan 3D-printteknologi hurtigt skabe komplicerede formede dele, skære produktionscyklusser og sænke produktionsomkostningerne.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printed-prototype-of-lightweight-rocket.html