1.титановый сплав
Благодаря своей высокой прочности, низкой плотности и превосходной коррозионной стойкости титановые сплавы приобретают все большее значение в строительстве космических кораблей. Хотя плотность титанового сплава примерно вдвое меньше плотности стали, его прочность примерно такая же, а в некоторых отношениях даже лучше. Таким образом, титановый сплав является идеальным материалом для создания облегченной конструкции космического корабля. В то же время титановые сплавы могут сохранять стабильные характеристики в сложных условиях, включая высокую температуру, высокое давление и агрессивную среду. Лопатки двигателей, каркасы конструкций и основные соединительные детали космических кораблей часто изготавливаются из титановых сплавов.
Титановый сплав имеет довольно значительные трудности с печатью при 3D-печати металлом, поэтому требуется оборудование для печати с высокой стабильностью и высокой точностью. Но как только компоненты из титанового сплава будут эффективно напечатаны, их производительность значительно превысит показатели традиционных технологий производства. Кроме того, титановые сплавы подходят для конкретных целей, таких как медицинские имплантаты, и обладают высокой биосовместимостью.
2. алюминиевый сплав
Другим часто используемым металлическим материалом для 3D-печати в строительстве космических кораблей является алюминиевый сплав. Из-за небольшого веса, большой прочности и хорошей теплопроводности алюминиевый сплав очень предпочтителен. Хотя алюминиевый сплав имеет гораздо меньшую плотность, чем сталь, его прочность может быть в некоторой степени аналогична прочности некоторых сталей. Таким образом, алюминиевый сплав является идеальным материалом для изготовления легких деталей космических кораблей.
При 3D-печати металлом алюминиевый сплав довольно легко производить, а расход материала высок. Благодаря продуманному проектированию инженеры могут создавать легкие и прочные компоненты из алюминиевого сплава, тем самым повышая производительность и топливную экономичность космических кораблей. Однако алюминиевый сплав склонен вступать в реакцию с кислородом в процессе печати, что снижает качество конечного продукта. Следовательно, во время печати необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности, такие как защита инертным газом.
3.нержавеющая сталь
Благодаря своей выдающейся коррозионной стойкости, большой прочности и исключительным характеристикам обработки нержавеющая сталь также находит применение в строительстве космических кораблей. Обладая высокой стабильностью в очень агрессивной среде, богатая хромом оксидная пленка на поверхности нержавеющей стали может эффективно противостоять коррозии в различных химических средах. Кроме того, низкая стоимость и возможность вторичной переработки нержавеющей стали помогают еще больше снизить производственные затраты.
При 3D-печати металлом прочность на разрыв и высокий предел текучести напечатанных объектов являются результатом довольно простой техники печати из нержавеющей стали. Это делает нержавеющую сталь идеальным материалом для изготовления компонентов космических кораблей, способных противостоять сильным нагрузкам и агрессивной среде. Однако в отношении структурной сложности и свободы дизайна физические качества нержавеющей стали накладывают некоторые ограничения. Таким образом, нержавеющая сталь часто используется в строительстве космических кораблей для изготовления деталей довольно простой конструкции.
4. Жаропрочные сплавы.
В частности, в условиях высоких температур и высокого давления жаропрочные сплавы находят широкое применение в конструкции космических кораблей. Отличными механическими свойствами и стойкостью к окислению обладают жаропрочные сплавы на основе никеля и железа. Эти сплавы могут сохранять хорошую прочность и стабильность при высоких температурах и широко используются при изготовлении важных компонентов, таких как двигатели космических кораблей, газовые турбины и газотурбинные двигатели.
Высокотемпературные сплавы несколько сложны в 3D-печати металлами, что требует стабильной среды печати и высокоточных печатных инструментов. Однако после эффективной печати компоненты из жаропрочных сплавов будут обладать исключительной надежностью и производительностью. Кроме того, обладая превосходным сопротивлением ползучести, жаропрочные сплавы помогают значительно повысить эффективность современных двигателей космических кораблей.
Пятый: тугоплавкий сплав
Кроме того, в конструкции космических кораблей особое применение находят тугоплавкие сплавы, такие как ниобий, тантал, молибден, рений, вольфрам и их сплавы. Эти сплавы, обычно используемые в условиях сверхвысоких температур, имеют чрезвычайно высокие температуры плавления и отличные механические свойства. Например, сплавы на основе ниобия отлично подходят для применения, включая передние кромки гиперзвукового крыла, системы управления космической реакцией и сопла радиационного охлаждения.
Тугоплавкие сплавы для 3D-печати металлами довольно сложно печатать и требуют определенных технологий и оборудования для печати. Тем не менее, после эффективного производства компоненты из огнеупорных сплавов будут обладать отличными эксплуатационными характеристиками и стабильностью. Кроме того, увеличить срок службы компонентов космического корабля помогает высокая стойкость тугоплавких металлов к коррозии и окислению.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/titanium-3d-printing-automotive-exhaust.html