一. Disseny lleuger i augmentar el rendiment
Atès que reduir el pes pot augmentar molt el rendiment i l'eficiència de la nau espacial, la construcció externa de la nau espacial té uns criteris força elevats per a la seva lleugeresa. Mitjançant la millora de les característiques dels materials i l'optimització estructural, la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica ha aconseguit aquest objectiu. La tecnologia d'impressió 3D de metall de deposició làser es va emprar, per exemple, en la construcció de l'estructura del marc inferior resistent a la calor de la càpsula de retorn, de manera que no només va reduir el pes de manera efectiva, sinó que també va reduir el cicle de producció i les despeses. Mitjançant una "diferenciació i integració" exacta, aquesta tecnologia ofereix béns que essencialment eviten el malbaratament de recursos i les despeses de temps en les tècniques de fabricació convencionals.
2. Construcció personalitzada de construccions complexes
Molts components complexos i exactes, com ara les pales de la turbina, les cambres de combustió del motor, etc., es troben al marc extern de la nau espacial. Amb la seva capacitat de control d'alta precisió, la tecnologia d'impressió 3D de metall pot produir peces extremadament complicades que superen les tècniques de producció convencionals. Els dissenyadors poden crear prototips de manera ràpida i precisa utilitzant les funcions de personalització d'aquesta tecnologia, augmentant així l'eficiència del disseny. Per exemple, la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica redueix les operacions de mecanitzat i muntatge de precisió que requereixen mà d'obra en el disseny d'optimització de motors d'avions, permetent així als enginyers maximitzar els motors de manera més eficaç.
3. Reparació i producció ràpides
Algunes parts de la nau espacial tenen una vida útil limitada i requereixen manteniment i reparació freqüents. Les tècniques de reparació convencionals no només són costoses, sinó que també requereixen temps, com ara la remanufactura o la soldadura. Mitjançant la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica, es pot aconseguir la reparació exacta de les zones danyades i la fabricació ràpida de components, per tant escurçant dràsticament el cicle de reparació i reduint els costos de producció. Això pot reduir els costos de llançament i augmentar la flexibilitat de la missió, per la qual cosa és especialment crucial per al manteniment de l'òrbita i la substitució de components d'emergència.
Dificultats enfrontades
1. s'enfronta a dificultats tècniques.
Tot i que la tecnologia d'impressió 3D de metall ha produït avenços notables en la indústria aeroespacial, el seu ús encara presenta certes dificultats tècniques. En primer lloc, una dificultat és que els equips d'impressió 3D de metall es redueixen. L'espai d'instal·lació és limitat; per tant, les impressores 3D de metall contemporànies són grans i s'han de miniaturitzar per adaptar-se a l'entorn espacial. A més, ha d'estar molt regulada l'alta temperatura, el làser, la calor i el fum produïts durant l'operació d'impressió 3D de metall per salvaguardar l'entorn i la seguretat de l'aire de l'estació espacial.
2. Influència de l'entorn de la microgravetat
Les tècniques d'impressió 3D de metall proporcionen diverses dificultats en la configuració de la microgravetat. Per exemple, la impressió làser en pols en 3D ofereix la millor qualitat i precisió de fabricació, però és un repte distribuir la pols de manera uniforme en un entorn de microgravetat i, per tant, influeix en la qualitat d'impressió. Tot i que la gravetat no té cap efecte en la impressió de seda, la seva qualitat de producció i precisió d'impressió encara s'han d'augmentar. Així, una dificultat tècnica important és ara desenvolupar tècniques d'impressió 3D metàl·liques adequades per a condicions de microgravetat.
3. Despeses i Recursos
Fins i tot si són adequats per a la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica, els materials en pols metàl·lic encara tenen algunes restriccions i grans despeses. Tot i que l'avenç constant de la tecnologia farà que sigui factible dissenyar i aplicar diversos materials, encara s'han de resoldre els obstacles en el rendiment, el cost i la disponibilitat dels materials. A més, restringir l'ús general de la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica a la indústria aeroespacial són els seus costos d'equip, manteniment i formació una mica elevats.
4. Lleis i directrius
S'apliquen normes i estàndards estrictes a la producció i aplicació de la construcció de la nau espacial externa. Els productes d'impressió 3D de metall són una tecnologia en desenvolupament amb procediments de certificació i avaluació del compliment molt complicats. L'establiment de regles de concordança i procediments estàndard i de proves i avaluació rigoroses dels productes de tecnologia d'impressió 3D metàl·lica ajuden a garantir la seguretat i la fiabilitat de les naus espacials.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/stainless-steel-pump-impeller-by-metal-3d.html