1 Pregled tehnologije metalne 3D štampe
Metal 3D štampanje, ponekad se naziva kao metalna dodatka proizvodnja, je tehnika u kojoj se trodimenzionalne stvari stvaraju slojem po slojskom slaganju metalnih pudera ili žica. Metalni 3D štampanje nudi manje troškova proizvodnje, kraći razvojni ciklusi i slobodu dizajna od klasičnog lijevanja, kovanja ili mehaničke obrade. Može se prilagoditi stvarnim potrebama i postići integrirani formiranje zamršenih geometrijskih oblika.
Dvije istaknute primjene tehnologije metalne 3D štampe u proizvodnji lopatica avionske turbine su usmjereno taloženje energije (DED) i selektivno topljenje u prahu (PBF.). Direktno lasersko sinterovanje metala (DMLS), lasersko selektivno topljenje (SLM), topljenje elektronskim snopom (EBM), itd. čine deo PBF procesa. Koristeći laserski ili elektronski snop, zagrevaju metalni prah do tačke topljenja čime se postižu slaganje sloj po sloj. DED proces konstantno dodaje metalne žice ili prah na platformu zgrade nakon selektivnog topljenja pomoću laserskih zraka, elektronskih zraka, plazme ili luka kao izvora topline.
2 Metalno 3D štampanje poboljšava performanse lopatica avionske turbine
Poboljšajte strukturu lopatica.
Obično imaju zamršene površine slobodne forme, lopatice avionske turbine zahtijevaju prilično visoku preciznost proizvodnje. Precizniji i sofisticiraniji oblici oštrice omogućeni tehnologijom 3D štampanja metala pomažu da se maksimiziraju aerodinamičke performanse. Precizna kontrola procesa štampanja omogućava proizvodnju oštrica sa zamršenim kanalima za hlađenje i efikasnim izolacionim premazima, čime se u velikoj meri povećava njihova toplotna disipacija i kapacitet nošenja temperature.
Za aeroprofile turbinskih lopatica, GE je, na primjer, postigao dizajn višeslojnih vanjskih zidova koristeći aditivnu proizvodnju. Ova konstrukcija podiže temperaturnu sposobnost originalnih lopatica turbine, čime se poboljšava njihov kapacitet hlađenja, a time i radna temperatura motora. Trenutno pod istraživačkom pažnjom i glavna prednost tehnologije metalne 3D štampe u proizvodnji lopatica turbine aviona je ova efikasnija metoda hlađenja zrakom.
Poboljšajte performanse materijala.
Materijali od legure visokih performansi kao što su legure titanijuma, legure na bazi nikla na visokim temperaturama, itd., mogu se koristiti u metalnim tehnologijama 3D štampanja. Ovi materijali mogu tolerisati odlične radne uslove i imaju izvanredne mehaničke kvalitete i otpornost na oksidaciju. Preciznom kontrolom mikrostrukture i veličine zrna materijala, tehnologija 3D štampanja metala pomaže da se maksimiziraju njihove mehaničke kvalitete.
Mit Istraživači otkrili su da dodavanje dodatnih faza za obradu toplote pomaže finim zrnama od 3D tiskanih materijala da se pretvori u veće žitarice "kolumnara", robusnijim mikrostrukturima i može umanjiti potencijal puzanja materijala. Ovaj razvoj otvara put za industrijski 3D štampanje sečiva za plinsku turbinu, stoga omogućava 3D tiskanim lopaticama da zadrže bolju fleksibilnost i izdržljivost u visoko grijanom okruženju.
Prepoznajte laganu arhitekturu.
Maksimiziranjem strukture i distribucije materijala lopatica, tehnologija metalne 3D štampe može postići lagani dizajn, a time i manju težinu bez ugrožavanja performansi. Ovo je veoma važno za efikasnost leta aviona i povećanje uštede goriva. Na primjer, lopatice turbine od legure titanijuma aluminijuma proizvedene metalnom tehnologijom 3D štampanja su skoro upola manje težine od konvencionalnih lopatica od legure na bazi nikla, što značajno smanjuje potrošnju goriva i zagađivače.
Prekinite ciklus razvoja i smanjite troškove.
Brza proizvodnja prototipa i prilagođena proizvodnja omogućena tehnologijom metalne 3D štampe mogli bi uvelike smanjiti ciklus razvoja lopatica avionske turbine. Direktno štampanje komplikovanih geometrijskih dizajna pomaže da se eliminišu nekoliko procedura i troškovi kalupa u konvencionalnim metodama proizvodnje, čime se smanjuju troškovi proizvodnje. Osim toga, baveći se individualnim zahtjevima prilagođavanja u sektoru avijacije, tehnologija metalne 3D štampe također može postići proizvodnju malih serija i više varijacija.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-milling-cutter-tools.html