Med sin stora noggrannhet, effektivitet och prestanda har 3D-utskriftsteknik av metall medfört radikala förbättringar till flygtillverkningssektorn i dagens snabba framskridande flygteknik. Särskilt vid användningen av legeringar med låg densitet och hög hållfasthet, sänker denna teknik avsevärt tillverkningskostnaderna och produktionscyklerna förutom att höja kvaliteten på delarnas tillverkning. Två vanliga höghållfasta och lågdensitetslegeringar, titanlegering och aluminiumlegering, har visat enastående prestanda inom 3D-utskrift av metall inom flygsektorn.
Utskriftsprestanda i titanlegering 3-D
På grund av sin stora styrka, låga densitet och suveräna korrosionsbeständighet är titanlegeringar absolut oumbärliga inom 3D-utskrift av metall. Titanlegeringar har särskilt omfattande användning inom flygindustrin. De underlättar inte bara flygplan utan bibehåller också stabil prestanda i krävande miljöer. Med hjälp av 3D-utskriftsteknik kan titanlegeringar framställas för att skapa delar med intrikata design och enastående prestanda, inklusive ramar, blad för flygmotorer, etc., vilket förbättrar flygplanens pålitlighet och prestanda.
Bland de två ofta använda teknikerna inom 3D-metallutskriftsteknik för titanlegeringsdelar är selektiv lasersmältning (SLM) och elektronstrålesmältning (EBM), mest beroende på pulverbäddssmältningsteknik. Med hjälp av högenergilaserstrålar eller elektronstrålar överlagrar dessa tekniker titanlegeringspulver för att skapa den avsedda delformen. De tryckta bitarna har stor dimensionsnoggrannhet och god ytkvalitet tack vare den exakta styrningen av laser- eller elektronstrålar samt den homogena fördelningen av titanlegeringspulver; de kan användas direkt utan ytterligare bearbetning.
Förutom att förbättra tillverkningsprecisionen och kvaliteten på produkter, främjar titanlegerings 3D-utskriftsteknik i hög grad materialekonomin. Baserat på de tredimensionella modelldata för delarna kan den exakt hantera mängden material som används, vilket förhindrar materialförlust och spill under nästa bearbetning. Dessutom är 3D-utskrift av titanlegeringar ganska bra på att hantera intrikata krökta komponenter. Lager för lager ackumulering gör att man enkelt kan bygga föremål med intrikata kurvor, former eller håligheter utan att kräva mödosam skärnings- och bearbetningsteknik.
Förutom motorblad och ramar används 3D-utskriftsteknik i titanlegering i stor utsträckning inom flygindustrin för att producera viktiga delar av rymdfarkoster, inklusive landningsställ och anslutningar. Dessa delar kräver låg densitet och stor styrka samt god utmattnings- och korrosionsbeständighet. Dessa behov kan tillgodoses och rymdfarkostens prestanda och tillförlitlighet förbättras med 3D-utskriftsteknik i titanlegering.
Tredimensionell utskriftsprestanda i aluminiumlegering
På grund av sin lätta vikt, stora styrka och anständiga värmeledningsförmåga är aluminiumlegering också snarare att föredra inom 3D-utskrift av metall. 3D-utskriftsteknik av aluminiumlegering används i stor utsträckning inom flyg- och fordonssektorerna för att producera lättviktsdelar inklusive kylare, motorfästen, etc. Genom intelligent design kan ingenjörer generera lätta och robusta komponenter, vilket förbättrar bränsleekonomin och produktens prestanda. .
Särskilt selektiv lasersmältningsteknik (SLM), pulverbäddssmältningsteknik hjälper även 3D-utskriftstekniken i aluminiumlegering att förbättras. Under drift av en laserstråle bildas smält och stelnat lager för lager aluminiumlegeringspulver mycket exakt och med hög ytkvalitet. Tillsammans med avsevärt sänkta tillverkningskostnader och produktionscykler, förbättrar 3D-utskriftsteknik av aluminiumlegering tillverkningsprecisionen och kvaliteten på föremål.
Komplex formtillverkning kräver speciellt 3D-utskriftsteknik av aluminiumlegering. Inom flygsektorn, till exempel, tillverkas flygplansskinn, långa fackverksramar, väggpaneler och andra delar i stor utsträckning av aluminiumlegeringar. Dessa delar kräver inte bara låg densitet och stor styrka utan också exceptionell formbarhet och korrosionsbeständighet. Dessa behov kan tillfredsställas och tillverkningseffektiviteten och detaljkvaliteten höjas genom att använda 3D-utskriftsteknik av aluminiumlegering.
Dessutom passar 3D-utskriftsteknik av aluminiumlegering för att tillverka unika prestandalegeringar med hög temperaturbeständighet, stor styrka och stor seghet. Till exempel har huvudkomponenterna i den flexibla utbyggnadsmekanismen för solvingen på himlens experimentella modul och adaptrarna i flera experimentskåp effektivt utnyttjat den nya aluminiummatriskompositen som utvecklats av Institute of Metals vid den kinesiska vetenskapsakademin. Dessa unika prestandalegeringar kan tillfredsställa de speciella kraven på högpresterande material inom flygsektorn med hjälp av låg densitet och hög hållfasthet samt med hjälp av stark slitstyrka, god dämpningsprestanda och utmattningsbeständighet.
Fördelar med lågdensitets- och höghållfasta legeringar för flygplansanvändning
Att använda lågdensitet och höghållfasta metaller inom flyg- och rymdindustrin höjer inte bara tillverkningskvaliteten utan erbjuder också olika fördelar. Först och främst kan dessa legeringar dramatiskt lätta flygplan, öka flygprestanda och bränsleekonomi. Till exempel är de producerade komponenterna mer lätta eftersom densiteterna för titanlegering och aluminiumlegering är mycket lägre än för konventionella metallmaterial som rostfritt stål.
För det andra kan höghållfasta lågdensitetslegeringar bevara stabil prestanda under krävande förhållanden och uppvisa god korrosionsbeständighet och utmattningsbeständighet. För tillverkning av komponenter som körs i korrosiva omgivningar har till exempel titanlegeringar stor motståndskraft mot korrosiva medier inklusive syror och alkalier. God formbarhet och korrosionsbeständighet hos aluminiumlegering gör den lämplig för tillverkning av komplicerade komponenter.
Dessutom förbättrar resursanvändningen och tillverkningseffektiviteten 3D-utskriftstekniker av lågdensitet och höghållfasta legeringar. Materialavfall och förluster under senare bearbetning har sänkts genom exakt kontroll av materialförbrukningen med användning av en tillverkningsteknik för lager för lager ackumulering. Samtidigt kan 3D-utskriftsteknik snabbt skapa komplicerade formade delar, skära tillverkningscykler och sänka produktionskostnaderna.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printed-prototype-of-lightweight-rocket.html