1. Ценность легких конструкций космических аппаратов.
Работая в космической среде, космические корабли должны преодолевать, среди прочих препятствий, сопротивление воздуха и гравитацию Земли. Легкая конструкция не только эффективно снижает массу космического корабля, энергопотребление, эффективность транспортировки и массу конструкции, но также помогает продлить срок службы космического корабля и сократить расходы на запуск. Таким образом, облегчение веса стало главной целью при проектировании и производстве космических кораблей.
2. Особенности и преимущества 3D-печати металлом
3D-печать металлом, также известная как технология аддитивного производства, собирает трехмерные объекты, используя слой за слоем укладки металлических порошков или проволоки. По сравнению с традиционным субтрактивным производством или технологиями производства сопутствующих материалов 3D-печать металлом имеет несколько явных преимуществ.
Производя компоненты со сложной внутренней структурой и геометрическими формами, технология 3D-печати металлом помогает создавать сложные конструкции. Эта способность позволяет проектировщикам создавать более легкие конструкции, такие как соты, решетки и т. д., достигая таким образом легкости без ущерба для механических характеристик.
Технология 3D-печати металлом, основанная на технологии укладки слоя за слоем, обеспечивает точный контроль и эффективное использование материала, что позволяет сократить отходы материала. Это весьма важно, поскольку определяет, сколько ресурсов следует использовать и насколько дешевые космические корабли следует производить.
Обеспечивая объединение проектирования и производства, технология 3D-печати металлом существенно сокращает временной цикл от проектирования до производства. Путем прямого перевода моделей САПР в реальные модели дизайнеры могут быстро тестировать и проверять их, тем самым ускоряя итерацию и усовершенствование облегченных конструкций.
Технология 3D-печати металлом может обеспечить легкие решения для космических кораблей во многих сценариях применения в зависимости от вкусов пользователя. Такая гибкость позволяет космическому кораблю быстро модифицироваться для выполнения различных конкретных задач и улучшать общие характеристики.
Пример применения 3D-печати металлом в легких конструкциях космических кораблей
Рабочие характеристики сопла ракетного двигателя, необходимого компонента каждого космического корабля, напрямую влияют на надежность и эффективность полета. Технологии 3D-печати металлом, особенно с каналами охлаждения, могут создавать сложные формы и высокую точность сопел двигателя. Благодаря облегченной конструкции эти форсунки не только улучшают стабильность и эффективность сгорания двигателя, но также помогают снизить общий вес, тем самым повышая эффективность переноски.
Каркас спутника обеспечивает его устойчивость к различным нагрузкам и сохранение постоянной ориентации. Легкие рамы-сателлиты гарантируют механические характеристики сложной сотовой конструкции, изготовленной с помощью 3D-печати из металла. Кроме того, 3D-печать металлом может предложить индивидуальную настройку каркасов спутников для удовлетворения различных потребностей различных космических аппаратов.
Поддерживая внутреннюю стабильность окружающей среды, переборки космического корабля должны бороться с внешним давлением окружающей среды и колебаниями температуры. Технология 3D-печати металлом позволяет создавать очень прочные и изоляционные конструкции стен кабины за счет внутренней структуры и распределения материала, что позволяет добиться легкости. Эти переборки позволяют снизить общий вес космического корабля, повысить его надежность и безопасность.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminum-3d-printing-bike-stem.html