Благодаря своей высокой точности, эффективности и производительности технология 3D-печати металлом принесла радикальные улучшения в сектор аэрокосмического производства в современных быстро развивающихся аэрокосмических технологиях. Этот метод, особенно при использовании сплавов низкой плотности и высокой прочности, значительно снижает производственные затраты и производственные циклы, а также повышает качество изготовления деталей. Два распространенных высокопрочных сплава с низкой плотностью, титановый сплав и алюминиевый сплав, показали выдающиеся результаты при 3D-печати металлами в аэрокосмическом секторе.
Титановый сплав 3-Производительность печати D
Благодаря своей высокой прочности, низкой плотности и превосходной коррозионной стойкости титановые сплавы абсолютно незаменимы в области 3D-печати металлами. Титановые сплавы имеют особенно широкое применение в аэрокосмической промышленности. Они не только облегчают самолеты, но и сохраняют стабильные характеристики в сложных условиях. С помощью технологии 3D-печати из титановых сплавов можно создавать детали сложной конструкции и выдающиеся характеристики, в том числе рамы, лопасти авиационных двигателей и т. д., что повышает надежность и производительность самолетов.
Среди двух часто используемых методов 3D-печати металлом для деталей из титановых сплавов — селективная лазерная плавка (SLM) и электронно-лучевая плавка (EBM), в основном в зависимости от технологии плавки в порошковом слое. Используя высокоэнергетические лазерные лучи или электронные лучи, эти технологии накладывают порошок титанового сплава для создания заданной формы детали. Напечатанные изделия имеют высокую точность размеров и хорошее качество поверхности благодаря точному управлению лазерными или электронными лучами, а также однородному распределению порошка титанового сплава; их можно использовать прямо без дополнительной обработки.
Помимо повышения точности изготовления и качества продукции, технология 3D-печати из титанового сплава значительно способствует экономии материалов. Основываясь на данных трехмерной модели деталей, он может точно управлять количеством используемых материалов, тем самым предотвращая потери и отходы материала во время следующей обработки. Кроме того, титановые сплавы для 3D-печати неплохо подходят для обработки сложных изогнутых компонентов. Послойное накопление позволяет легко создавать изделия со сложными изгибами, формами или полостями, не требуя трудоемких приемов резки и обработки.
Помимо лопастей и корпусов двигателей, технология 3D-печати из титанового сплава широко применяется в аэрокосмической промышленности для производства важных частей космических кораблей, включая шасси и соединения. Эти детали требуют низкой плотности и большой прочности, а также хорошей усталостной и коррозионной стойкости. Эти потребности могут быть удовлетворены, а производительность и надежность космического корабля повышена с помощью технологии 3D-печати из титанового сплава.
Трехмерная печать из алюминиевого сплава
Из-за своего легкого веса, большой прочности и хорошей теплопроводности алюминиевый сплав также довольно предпочтителен в области 3D-печати металлом. Технология 3D-печати алюминиевым сплавом широко применяется в аэрокосмической и автомобильной отраслях для производства легких деталей, включая радиаторы, опоры двигателя и т. д. Благодаря разумному проектированию инженеры могут создавать легкие и прочные компоненты, что повышает экономию топлива и производительность продукта. .
Технология особо селективного лазерного плавления (SLM) и технология плавления в порошковом слое также помогают улучшить технологию 3D-печати алюминиевыми сплавами. Под действием лазерного луча расплавленный и затвердевший слой за слоем порошок алюминиевого сплава формирует детали с высокой точностью и отличным качеством поверхности. Наряду со значительным снижением производственных затрат и производственных циклов, технология 3D-печати из алюминиевого сплава повышает точность изготовления и качество изделий.
Изготовление сложных форм особенно требует технологий 3D-печати из алюминиевых сплавов. Например, в аэрокосмической отрасли обшивка самолетов, длинные ферменные рамы, стеновые панели и другие детали широко изготавливаются из алюминиевых сплавов. Эти детали требуют не только низкой плотности и высокой прочности, но также исключительной формуемости и коррозионной стойкости. Эти потребности могут быть удовлетворены, а эффективность производства и качество деталей повышены за счет использования технологии 3D-печати из алюминиевого сплава.
Кроме того, технология 3D-печати алюминиевыми сплавами подходит для изготовления уникальных сплавов с высокими эксплуатационными характеристиками, устойчивыми к высоким температурам, большой прочностью и ударной вязкостью. Например, в основных компонентах гибкого механизма развертывания экспериментального модуля исследования неба солнечного крыла и адаптеров нескольких экспериментальных шкафов эффективно использован новый композит с алюминиевой матрицей, разработанный Институтом металлов Китайской академии наук. Эти сплавы с уникальными характеристиками могут удовлетворить особые требования к высокопроизводительным материалам в аэрокосмической отрасли благодаря низкой плотности и высокой прочности, а также высокой износостойкости, хорошим демпфирующим свойствам и усталостной стойкости.
Преимущества сплавов низкой плотности и высокой прочности для использования в авиации
Использование металлов низкой плотности и высокой прочности в аэрокосмической отрасли не только повышает качество производства, но и дает различные преимущества. Прежде всего, эти сплавы позволяют значительно облегчить самолет, повысить летные характеристики и экономию топлива. Например, производимые компоненты более легкие, поскольку плотность титанового и алюминиевого сплавов намного ниже, чем у обычных металлических материалов, таких как нержавеющая сталь.
Во-вторых, высокопрочные сплавы с низкой плотностью могут сохранять стабильные характеристики в сложных условиях и демонстрировать хорошую коррозионную стойкость и усталостную стойкость. Например, для изготовления компонентов, работающих в агрессивной среде, титановые сплавы обладают высокой устойчивостью к агрессивным средам, включая кислоты и щелочи. Хорошая формуемость и коррозионная стойкость алюминиевого сплава делают его пригодным для изготовления деталей сложной формы.
Кроме того, технологии 3D-печати из сплавов низкой плотности и высокой прочности повышают эффективность использования ресурсов и производства. Отходы и потери материала во время последующей обработки были снижены за счет точного контроля расхода материала с использованием технологии послойного накопления. В то же время технология 3D-печати позволяет быстро создавать детали сложной формы, сокращать производственные циклы и снижать производственные затраты.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printed-prototype-of-lightweight-rocket.html