بهبود دقت تولید هوافضا از طریق فناوری چاپ سه بعدی فلزی

بخش هوافضا در دوره پیشرفته فناوری ما به سرعت در حال توسعه است و دقت تولید و معیارهای عملکرد همیشه در حال رشد هستند. هنگامی که با ساختارهای پیچیده و الزامات با دقت بالا برای اجزای هواپیما مواجه می‌شویم، تکنیک‌های تولید سنتی گاهی دستیابی به نتایج بهینه را دشوار می‌کنند. معرفی فناوری پرینت سه بعدی فلزی اساساً ساخت هواپیما را تغییر داده است و دقت تولید را تا حد زیادی افزایش داده و باعث توسعه صنعت خلاق شده است.
چاپ سه بعدی فلزی ، که گاهی اوقات به عنوان تولید مواد افزودنی فلزی گفته می شود ، تکنیکی است که به موجب آن چیزهای سه بعدی توسط لایه توسط لایه ای از پودرهای فلزی یا سیم ایجاد می شوند. این پودر فلزی را با استفاده از منابع انرژی مانند لیزر یا پرتوهای الکترونی ، پودر فلزی را ذوب می کند ، بنابراین یک لایه جامد از فلز ایجاد می کند. سپس سکوی تولید یک لایه سقوط می کند ، پودر فلزی تازه را رسوب می کند و روش فوق را تکرار می کند تا زمانی که همه چیز ساخته شود. این روش تولید افزودنی "از ابتدا" به طور چشمگیری دقت تولید را افزایش می دهد ، به تولید مستقیم اجزای ساختاری دشوار دست می یابد و کاملاً از محدودیت قالب های معمولی آزاد می شود.
فناوری پرینت سه بعدی فلزی در ابتدا در صنعت هواپیماسازی در ساخت قطعات موتور بیان می شود. عملکرد موتورهای هواپیما مستقیماً بر عملکرد کلی هواپیما تأثیر می گذارد زیرا آنها مؤلفه اساسی آن را تشکیل می دهند. تکنیک متعارف تولید موتور نه تنها زمان‌بر و کار فشرده، بلکه برای تضمین دقت تولید چالش برانگیز است و نیاز به ماشین‌کاری و مونتاژ دقیق زیادی دارد. فناوری پرینت سه بعدی فلزی این فرآیندهای کار فشرده را به شدت کوتاه کرده است. فناوری پرینت سه بعدی فلزی ممکن است به طور مستقیم اجزای موتور با ساختارهای پیچیده، مانند نازل های سوخت، تیغه های توربین کم فشار و غیره را با ذوب دقیق و انباشته شدن لایه به لایه پودرهای فلزی تولید کند. این قطعات علاوه بر سخت بودن طراحی، باید در برابر دما و فشار بسیار بالا نیز مقاومت کنند. با استفاده از طراحی ایده آل و انتخاب مواد، فناوری پرینت سه بعدی فلزی نه تنها به طور موثر به تولید دقیق این اجزا دست یافته است، بلکه استحکام و استقامت آنها را نیز بسیار افزایش داده است. به عنوان مثال، با وجود حفظ استحکام و نسبت وزن زیاد، تیغه های توربین کم فشار متشکل از آلیاژ TiAl حدود 50 درصد سبک تر از آلیاژهای معمولی مبتنی بر نیکل با دمای بالا هستند، بنابراین وزن کل توربین کم فشار را کاهش می دهد.
جدا از قطعات موتور ، یکی دیگر از استفاده های مهم از فناوری چاپ سه بعدی فلزی در بخش هوافضا ، طراحی سبک وزن است. بهبود عملکرد هواپیما بیشتر به وزن بستگی دارد ، بنابراین فناوری چاپ سه بعدی فلزی با استفاده از طراحی ساختاری و انتخاب مواد مؤلفه به طراحی سبک وزن می رسد. به عنوان مثال ، برای موتور GE9X ، فناوری چاپ سه بعدی به بهینه سازی اجزای اصلی مبدل حرارتی 163 در یک مؤلفه یکپارچه کمک کرده است ، بنابراین وزن 40 ٪ ، هزینه های 25 ٪ و افزایش عمر خدمات را کاهش می دهد. جدا از کاهش وزن کل هواپیما ، این معماری با وزن سبک باعث افزایش مصرف سوخت و کاهش انتشار کربن می شود.
درجه عالی سفارشی سازی و کارآیی فناوری چاپ سه بعدی فلزی در مهندسی هوافضا ، حتی یک مزیت مهم دیگر نیز می افزاید. در حالی که چاپ سه بعدی فلزی ممکن است به طور مستقیم فرم لازم را بر اساس مدل های CAD بدون پردازش بیشتر چاپ کند ، تکنیک های تولید سنتی خواستار تعداد زیادی قالب و وسایل برای تولید مؤلفه هستند. شخصی سازی با این تکنیک تولید "یک به یک" ساده است. تولید انبوه و قطعات جداگانه می تواند به سرعت با همان هزینه به پایان برسد. علاوه بر این ، چاپ سه بعدی فلزی به طور چشمگیری چرخه تولید مؤلفه را کاهش می دهد. در حالی که چاپ سه بعدی فلزی ممکن است در ساعت ها یا حتی چند دقیقه به پایان برسد ، ساخت یک جزء پیچیده توسط تکنیک های معمولی ممکن است هفته ها یا حتی ماه ها طول بکشد. جدا از افزایش بهره وری تولید ، این تکنیک تولید مؤثر ، معرفی محصولات جدید را سرعت می بخشد ، بنابراین صرفه جویی در وقت قابل توجه برای مشاغل.
افزایش دقت فناوری چاپ سه بعدی فلزی در تولید هواپیما نیز در ساخت اجزای ساختاری پیچیده مشهود است. برخی از مؤلفه های هواپیما دارای پیچیدگی و نیازهای کاملاً بالایی هستند ، که تکنیک های تولید معمولی گاهی اوقات برای دستیابی به چالش برانگیز است. ایجاد مستقیم این مؤلفه های ساختاری پیچیده و نتایج تولید با دقت بالا از فن آوری های چاپ سه بعدی فلزی. به عنوان مثال ، برای تولید موتورهای موشکی ، فناوری چاپ سه بعدی فلزی ممکن است قطعاتی با کانال های خنک کننده پیچیده ایجاد کند که برای به دست آوردن در تکنیک های تولید معمولی به چالش می کشد. با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی فلزی ، ذوب و ساخت هر لایه پودر فلزی را می توان به طور دقیق تنظیم کرد ، بنابراین امکان ساخت دقیق سازه های پیچیده را فراهم می آورد.
با این وجود ، استفاده از فناوری چاپ سه بعدی فلزی در صنعت هوافضا نیز مشکلات خاصی را ایجاد می کند. به عنوان مثال ، هزینه و سرمایه گذاری تجهیزات چاپ سه بعدی فلز نسبتاً زیاد است. تحقیقات و راه حل های بیشتر برای رسیدگی به مشکلات از جمله استرس حرارتی و استرس باقیمانده در فرآیند چاپ سه بعدی فلزی مورد نیاز است. آماده سازی و ذخیره پودرهای فلزی نیاز به کنترل دقیق شرایط دارد. با این وجود ، با وجود مزایا و امکانات خاص ، فناوری چاپ سه بعدی فلزی در تولید هوافضا بیشتر و بیشتر می شود.

https: //www.china -3 dprinting.com/metal -3 d-printing/metal {{3} d-piston-piston-in-the-Engine.html