چالش های دوام پرینت سه بعدی فلزی در هوافضا

1، خلاصه ای از مسائل دوام پرینت سه بعدی فلزی
در صنعت هوافضا، ایمنی و قابلیت اطمینان هواپیما به طور مستقیم طول عمر قطعات را تعیین می کند. شرایط محیطی شدید از جمله دما، فشار، ارتعاش و خوردگی می تواند باعث آزمایش دوام عالی بر روی قطعات فلزی پرینت سه بعدی شود. بیشتر این مشکلات ناشی از موارد زیر است:
تطبیق عملکرد و انتخاب مواد: قطعات هوافضا باید در برابر شرایط عملیاتی متخاصم از جمله دمای بالا، فشار بالا، جریان هوای سریع و غیره مقاومت کنند. اگرچه فناوری چاپ سه بعدی فلزی می تواند چندین ماده فلزی را چاپ کند، نحوه انتخاب مواد مناسب و تضمین عملکرد آنها برای برآورده کردن الزامات طراحی یک مشکل فنی دشوار است.
ریزساختار و عملکرد قطعات در پرینت سه بعدی فلزی بسیار تحت تأثیر پارامترهای فرآیند از جمله توان لیزر، سرعت اسکن، ضخامت لایه و غیره است. خطاهای اندک فرآیند می تواند به شدت طول عمر قطعه را کاهش دهد.
محصولات پرینت سه بعدی فلزی معمولاً برای عملیات‌های{1} پس از پردازش از جمله عملیات حرارتی، ماشینکاری و پوشش برای افزایش دوام و عملکرد مورد نیاز هستند. با این حال، این روش‌های پردازش پست{3}}می‌توانند نقص‌های جدیدی به همراه داشته باشند یا طول عمر قطعه را کوتاه کنند.
گاهی اوقات اجزای هوافضا در طول استفاده طولانی مدت تحت بارهای متناوب قرار می‌گیرند که می‌تواند با رفتار شکستگی باعث آسیب خستگی شود. عمر خستگی اجسام پرینت سه بعدی فلزی می تواند بسیار تحت تأثیر ریزساختار و توزیع خطای آنها باشد.
2، مطالعه ویژه مسائل دوام برای اشیاء پرینت سه بعدی فلزی
اجزای هوافضا باید معیارهای محکمی برای پایداری حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی، استحکام و سایر ویژگی‌های مواد داشته باشند و همچنین بتوانند محیط‌های متخاصم مانند دمای بالا، فشار بالا و خوردگی را تحمل کنند.
اگرچه فناوری پرینت سه بعدی فلزی می‌تواند چندین متریال فلزی با کارایی بالا- را چاپ کند، اما چگونگی تضمین حفظ خواص اصلی این مواد در طول فرآیند چاپ مشکلی است که باید حل شود.
انتخاب مواد همچنین باید سازگاری فرآیند چاپ را در نظر بگیرد تا ثبات فرآیند چاپ و کیفیت اجزا را تضمین کند.
فرآیند چاپ و کنترل کیفیت: ریزساختار و ویژگی های اجزا به طور قابل ملاحظه ای تحت تأثیر پارامترهای فرآیند چاپ سه بعدی فلزی قرار می گیرند. به عنوان مثال، تغییر در قدرت لیزر و سرعت اسکن می تواند باعث ایجاد نقص هایی در داخل قطعه مانند منافذ و ترک شود.
سایر عناصر در سراسر فرآیند چاپ، مانند گرادیان دما و توزیع تنش، می توانند به طور بالقوه بر دوام قطعه تأثیر بگذارند.
معیارها و رویه‌های آزمایش دقیق به تضمین این که کیفیت قطعه چاپ شده از نظر کنترل کیفیت، معیارهای طراحی را برآورده می‌کند، کمک می‌کند.
درمان سطحی بعد از درمان:
معمولاً به تکنیک‌های{0} پس از پردازش از جمله عملیات حرارتی، ماشینکاری، و پوشش برای افزایش دوام و عملکرد، اجزای پرینت سه بعدی فلزی نیاز دارند.
با این حال، این رویه‌های پردازش پست{0}}می‌توانند نقص‌های جدیدی به همراه داشته باشند یا طول عمر مؤلفه را کوتاه کنند. به عنوان مثال، تنش حرارتی تولید شده در طی فرآیند عملیات حرارتی می تواند باعث تغییر شکل یا ترک خوردن اجزا شود. تخلخل یا پوسته شدن ممکن است در طول فرآیند پوشش ایجاد شود.
بنابراین، به حداکثر رساندن فناوری پردازش{0} برای کاهش تأثیر بر دوام مؤلفه ضروری است.
گاهی اوقات اجزای هوانوردی در طول استفاده طولانی مدت تحت بارهای متناوب قرار می‌گیرند، که می‌تواند باعث آسیب خستگی ناشی از رفتار شکستگی شود.
طول عمر خستگی قطعات فلزی پرینت سه بعدی می تواند بسیار تحت تأثیر ریزساختار و توزیع خطای آنها باشد. به عنوان مثال، نقص هایی مانند سوراخ ها و شکستگی ها می توانند باعث ایجاد ترک های خستگی شوند.
بنابراین، برای ارزیابی دوام آنها در کاربردهای مفید، بررسی کامل رفتار خستگی قطعات فلزی پرینت سه بعدی ضروری است.
3، پاسخ های بالقوه و جهت های آینده
راه حل هایی برای مسائل دوام پرینت سه بعدی فلزی در هوافضا را می توان در حوزه های زیر یافت:
انتخاب مواد و عملکرد را ساده کنید.
مواد را با جزئیات زیاد تحقیق کنید و-مواد فلزی با کارایی بالا و مناسب برای بخش هوافضا ایجاد کنید.
ایجاد یک پایگاه داده مواد برای ارائه معیارهای انتخاب مواد سازگار با چاپ سه بعدی فلز.
پارامترهای فرآیند چاپ را کنترل کنید تا تضمین کنید که مواد ویژگی های اصلی خود را در طول فرآیند چاپ حفظ می کنند.
فناوری چاپ و کنترل کیفیت را با استفاده از تنظیمات بهینه فرآیند چاپ برای کاهش بروز عیوب از جمله منافذ و ترک ها ارتقا دهید.
برای بررسی کیفیت کالاهای چاپ شده از فناوری‌های تشخیص پیشرفته-آزمایش اشعه ایکس، آزمایش اولتراسونیک و غیره استفاده کنید.
ایجاد یک مکانیسم کنترل کیفیت دقیق برای تضمین کیفیت قطعات چاپی که معیارهای طراحی را برآورده می کند.
روش‌های تصفیه سطح و{0}}پس از پردازش را بهبود بخشید.
بررسی و ایجاد روش‌های{0} پس پردازش مناسب برای اجزای پرینت سه بعدی فلزی برای به حداقل رساندن اثرات بر طول عمر قطعه.
برای افزایش دوام و چسبندگی پوشش، کاربرد پوشش را ساده کنید.
بررسی جامع رفتار خستگی و شکستگی:
رفتار خستگی اجزای پرینت سه بعدی فلزی را تحقیق کنید و استقامت آنها را در زمینه های مفید ارزیابی کنید.
یک مدل پیش‌بینی عمر خستگی ایجاد کنید تا به طراحی و استفاده از مؤلفه‌ها پایه علمی بدهد.
تقویت تحقیق و اختراع فناوری چاپ سه بعدی فلزی و تشویق کاربرد گسترده آن در صنعت هوافضا، در نتیجه از نوآوری های تکنولوژیکی و ارتقاء صنعتی حمایت می کند.
ایجاد سیستمی برای همکاری تحقیقاتی دانشگاه صنعتی برای پیشبرد ادغام کامل ارتقاء صنعتی و نوآوری های تکنولوژیکی.

https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/turbo-intake-pipe-with-additive-manufacturing.html