1, dizajnerska ideja koja se probija pored ograničenja konvencionalne proizvodnje
Metalna 3D štampa omogućava dizajnerima da proizvode zamršene geometrijske elemente sa dosad nečuvenim stepenom slobode. Dok 3D štampa dodaje materijale sloj po sloj, teoretski dopuštajući bilo koji oblik objekta sve dok se može definirati u kompjuterskom modelu, tradicionalna subtraktivna proizvodnja, uključujući rezanje, ograničena je putanjama alata i uklanjanjem materijala. Za komponente svemirskih letjelica, ova funkcija je posebno ključna jer je svemirskim letjelicama ponekad potrebna integracija visoko sofisticiranih funkcionalnih komponenti uključujući lagane strukture, precizne izmjenjivače topline, složene kanale za tekućinu, itd., koji su izazovni ili skupi u konvencionalnoj proizvodnji.
Dizajneri mogu slobodno maksimizirati strukturu komponenti koristeći metalnu 3D štampu kako bi postigli najbolje mehaničke performanse, efikasnost upravljanja toplinom ili uštedu težine. Na primjer, tehnike topološke optimizacije omogućavaju drastično smanjenje potrošnje materijala komponenti uz zadovoljavanje kriterija čvrstoće, čime se omogućava poboljšanje nosivosti, kao i ušteda goriva svemirskih letjelica.
2, Izbor materijala: proširiti opseg primjene
Bogati izbori materijala za dijelove svemirskih brodova koje je omogućila tehnologija 3D štampanja metala uključuju legure titana, legure za visoke temperature, nehrđajući čelik i legure aluminija, između ostalog. Zbog svoje velike čvrstoće, otpornosti na koroziju, stabilnosti na visokim temperaturama i male težine, ovi materijali nalaze široku upotrebu u industriji aviona.
Posebno legura titana, sa svojom malom gustoćom i velikom čvrstoćom, postao je odabrani materijal za strukturne komponente svemirske letjelice. Ipak, konvencionalna proizvodnja legura titana skupa je i izazovna; Metalna tehnologija 3D štampanja može u velikoj mjeri ukloniti ove izazove. Optimizacija mikrostrukture dijelova legure titana može se postići tačno reguliranjem ispisa parametara, stoga poboljšavajući njihove opće performanse.
Nadalje, metalni 3D ispis omogućava upotrebu funkcionalno ocijenjenih materijala ili kompozitnih materijala, što može imati različite fizičke karakteristike, uključujući tvrdoću, gustoću ili toplinsku provodljivost u različitim područjima, što je neophodno za zadovoljavanje kriterija učinka u ekstremnim okruženjima.
3, optimizacija procesa znači podizanje kvalitete i efikasnosti proizvodnje.
Postizanje efikasne i kvalitetne proizvodnje krovičnih dijelova ovisi o optimizaciji procesa metalnih 3D ispisa. Ovo pokriva tačnu izmjenu parametara ispisa (kao što su lasersko napajanje, brzina skeniranja, debljine sloja, itd.), Obrada i recikliranje praškastih materijala i poboljšanje post-prerađivačkog operacija, uključujući toplotnu obradu, površinski tretman, površinski tretman, itd.).
Stalna optimizacija parametara štampe pomaže da se u velikoj meri smanji pojava nedostataka (kao što su pore, pukotine, itd.), čime se povećava gustina i mehaničke kvalitete delova. Karakteristika konstrukcije sloj po sloj metalne 3D štampe takođe omogućava da se senzori, funkcionalne komponente itd. ugrade tokom procesa štampanja, čime se postiže integrisani dizajn i proizvodnja delova, smanjujući koraci montaže i na taj način poboljšavaju pouzdanost i efikasnost celog sistema. .
4, Praktična primjena: korak od masovne proizvodnje do prototipa
Od proizvodnje prototipa do masovne proizvodnje, upotreba metalne tehnologije 3D štampanja u proizvodnji delova svemirskih brodova progresivno se širila. Za proizvodnju važnih komponenti uključujući dijelove motora, rezervoare za gorivo i sisteme termalne zaštite, na primjer, svemirske agencije kao što su NASA i ESA prihvatile su tehnologiju 3D štampanja. Ove komponente ne samo da imaju bolje performanse već i značajno smanjuju proizvodne cikluse i troškove.
Štaviše, nudi mogućnosti za popravku u orbiti i poboljšanja svemirskih brodova je 3D štampanje metala. Astronauti mogu odmah stvoriti ili zamijeniti polomljene dijelove u orbiti noseći 3D štampače i potrebne sirovine, čime se značajno povećava fleksibilnost i održiva operativna sposobnost svemirskih letjelica.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminum-high-performance-radiator-by-3d.html