1. Status for metal 3D-printteknologiens nuværende flyapplikation
Metal 3D-printteknologi anvendes i vid udstrækning i flyindustrien til at producere vigtige dele såsom motorer, forbrændingskamre og turbineblade. For eksempel er den første lokalt fremstillede, elektriske pumpe med nålebolt til flydende oxygen petroleumsmotor, der anvender 3D-printteknologi, "Thunder-5" flydende raketmotor fra Deep Blue Aerospace. Dens trykområdejustering er 50 % -110 %; dens maksimale vakuumtryk er 50kN. SpaceX har desuden i høj grad sænket produktionsomkostninger og leveringstider, og SpaceX har i vid udstrækning brugt 3D-printede dele i Falcon 9 og SuperDraco raketmotorerne med stor styrke, duktilitet og brudmodstand.
2. Idé og fordele ved tredimensionel multi-materiale printteknologi
Avanceret fremstillingsmetode kendt som multi-materiale 3D-print muliggør sammensat udskrivning af flere materialer. Det muliggør integration af flere materialer i en enkelt komponent og producerer derfor komplekse strukturelle produkter, der opfylder flere formål og ydeevnekriterier og er udfordrende med konventionelle fremstillingsteknikker. Denne teknologi giver flere muligheder for at skabe særlige funktionelle komponenter med bedre ydeevne.
Multimateriale 3D-printteknologi afspejler sig for det meste i følgende funktioner i rumfartsdomænet:
Variation i design: 3D-prints stableformningsteknik giver designere mulighed for at konstruere indviklede geometriske former, hvilket øger deres kreative fleksibilitet. Designere kan opnå kombinationer af flere materialer i samme model ved hjælp af multi-materiale print for at opfylde forskellige funktionelle og ydeevne kriterier.
Multimateriale 3D-printteknik kan rumme ildfaste metaller og højtydende keramik blandt andet metal og keramiske pulvermaterialer. Dette giver mulighed for at skabe metalkeramiske kompositkonstruktioner med forskellige kemiske og fysiske egenskaber.
Multimateriale 3D-printteknologi kan bruge den store kompleksitetsstruktur, der danner fordele ved 3D-print til at skabe kompositmaterialer og komplekse strukturelementer, der ikke kan produceres med konventionelle midler.
Multi-materiale 3D-printteknologi kan give integreret støbning af dobbelte materiale strukturelle komponenter, så man undgår problemerne som følge af multi-komponent samling i konventionelle processer og hjælper således med at forbedre den generelle ydeevne og pålidelighed af dobbelte materiale strukturer.
3. Aerospace Field Multi Material 3D Printing Technology Anvendelsestilfælde: Motorkomponenter Luftfartsmotorkomponenter, herunder turbineblade, forbrændingskamre osv. er blevet effektivt produceret ved hjælp af metal 3D printteknologier. Udskrivning ved hjælp af flere materialer gør det muligt at sænke vægten betydeligt, mens den ikke desto mindre garanterer den ydre struktur og generelle styrke, og derved optimerer brændstoføkonomien og flyets ydeevne. Ved at bruge DED retningsbestemt energiaflejringsteknologi til fremstilling af additiv aflejrede NASA f.eks. bimetalliske materialer i den bageste ende af GRCop-42 kobberkammeret, hvilket skabte en højstyrke jern-nikkel-superlegeringer aksialforbindelse til rakettrykkammerdysen, så opnå kontinuerlig afkøling og løse nogle designudfordringer og grænsefladeproblemer i boltforbindelsesdesign.
Virksomheder som Deep Blue Aerospace, SpaceX og Skyroot Aerospace har effektivt produceret raketmotorer ved at bruge 3D-printteknologier. Blandt disse, Dhawan-1, har Skyroot Aerospace lanceret den første raketmotor ved hjælp af 100 % 3D-printede brændstofinjektorer og testet den med succes på sin Vikram I løfteraket. Virksomheden har reduceret motorkvaliteten med 50 % ved hjælp af 3D-printteknologi, de nødvendige komponenter til dens konstruktion til det halve, og dens produktionsleveringstid med 80 %.
PEP-processen (Powder Extrusion) udviklet af Sublimation 3D er en kreativ indirekte 3D-printteknologi til metal/keramik, der ikke længere kan begrænses til fremstilling af et enkelt materiale og i høj grad opfylder behovene for komplekse kompositprintprodukter. Denne teknologi opnår sammensat print af flere materialer ved at bruge en uafhængig 3D-printer med dobbelt dyse, der kan udskrive metal og keramiske materialer samtidigt eller alternativt. I den hurtige udvikling og fremstilling af metal/keramiske multimaterialer, metal/keramiske kompositmaterialer og deres produkter i rumfartssektoren finder denne teknologi et omfattende anvendelsespotentiale.
https://www.kina-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-conformal-cooling-mold.html