1. Современное состояние применения технологии 3D-печати металлом в самолетах.
Технология 3D-печати металлом широко применяется в авиационной промышленности для производства важных деталей, таких как двигатели, камеры сгорания и лопатки турбин. Например, первым местным керосиновым двигателем с игольчатым электронасосом, использующим технологию 3D-печати, является жидкостный ракетный двигатель «Thunder-5» компании Deep Blue Aerospace. Регулировка диапазона тяги составляет 50% -110%; его максимальная вакуумная тяга составляет 50 кН. Помимо значительного снижения производственных затрат и сроков поставки, SpaceX широко использовала 3D-печатные детали в ракетных двигателях Falcon 9 и SuperDraco, обладающие высокой прочностью, пластичностью и устойчивостью к разрушению.
2. Идея и преимущества технологии трехмерной печати несколькими материалами.
Передовой метод производства, известный как 3D-печать из нескольких материалов, позволяет выполнять комбинированную печать из нескольких материалов. Это позволяет объединить несколько материалов в одном компоненте, что позволяет производить сложные конструкционные изделия, которые удовлетворяют нескольким целям и критериям производительности и являются сложными для традиционных технологий производства. Эта технология открывает больше возможностей для создания конкретных функциональных компонентов с более высокой производительностью.
Технология 3D-печати из нескольких материалов в основном отражается в следующих функциях в аэрокосмической сфере:
Вариативность дизайна: техника штабелирования 3D-печати позволяет дизайнерам создавать сложные геометрические формы, что повышает их творческую гибкость. Дизайнеры могут комбинировать несколько материалов в одной модели, используя печать несколькими материалами, чтобы удовлетворить различные функциональные и эксплуатационные критерии.
Технология 3D-печати из нескольких материалов позволяет сочетать тугоплавкие металлы и высокопроизводительную керамику, а также другие металлические и керамические порошковые материалы. Это дает возможность создавать металлокерамические композитные конструкции с различными химическими и физическими характеристиками.
Технология 3D-печати из нескольких материалов может использовать преимущества 3D-печати, связанные с формированием сложной структуры, для создания композитных материалов и предметов сложной структуры, которые невозможно изготовить обычными способами.
Технология 3D-печати из нескольких материалов может обеспечить комплексное формование структурных компонентов из двух материалов, что позволяет избежать проблем, возникающих при многокомпонентной сборке в традиционных процессах, и тем самым помогает улучшить общие характеристики и надежность конструкций из двух материалов.
3. Применение технологии 3D-печати из нескольких материалов в аэрокосмической области: компоненты двигателя. Компоненты аэрокосмических двигателей, включая лопатки турбин, камеры сгорания и т. д., эффективно производятся с использованием технологий 3D-печати металлами. Печать с использованием нескольких материалов позволяет значительно снизить вес, сохраняя при этом внешнюю структуру и общую прочность, тем самым оптимизируя экономию топлива и летно-технические характеристики самолета. Используя технологию производства добавок направленного осаждения энергии DED, НАСА, например, нанесло биметаллические материалы на задний конец медной камеры GRCop-42, создав высокопрочное осевое соединение из железо-никелевых суперсплавов для сопла камеры сгорания ракеты, поэтому достижение непрерывного охлаждения и решение некоторых проблем проектирования и проблем сопряжения при проектировании болтовых соединений.
Такие компании, как Deep Blue Aerospace, SpaceX и Skyroot Aerospace, эффективно производят ракетные двигатели, используя технологии 3D-печати. Среди них компания Dhawan-1, компания Skyroot Aerospace, запустившая первый ракетный двигатель с использованием топливных форсунок, полностью напечатанных на 3D-принтере, и успешно протестировавшая его на своей ракете-носителе Vikram I. Компания сократила качество двигателя на 50% с помощью технологии 3D-печати, вдвое необходимые компоненты для его конструкции, а сроки поставки продукции на 80%.
Процесс PEP (порошковая экструзия), разработанный компанией Sublimation 3D, представляет собой креативную технологию непрямой 3D-печати металла/керамики, которая больше не может ограничиваться производством одного материала и в значительной степени отвечает потребностям сложных композитных печатных продуктов. Эта технология обеспечивает композитную печать нескольких материалов с помощью независимого 3D-принтера с двойным соплом, который может печатать металлические и керамические материалы одновременно или попеременно. Эта технология находит широкий потенциал применения при быстрой разработке и производстве металлокерамических мультиматериалов, металлокерамических композитных материалов и продуктов из них в аэрокосмическом секторе.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-conformal-cooling-mold.html