Un esquema de la tecnologia de la metal·lúrgia de pols i la impressió 3D de metall
Utilitzant l'apilament capa per capa de pols metàl·liques i fusionant-los amb precisió, la impressió 3D de metall produeix components metàl·lics complexos. Mitjançant el premsat i la sinterització, la tecnologia de la metal·lúrgia de pols genera components metàl·lics d'alt rendiment a partir de pols metàl·lica com a matèria primera. La combinació d'aquestes dues tecnologies crea tecnologia de metal·lúrgia de pols en la impressió 3D de metall, una solució nova per a la fabricació aeroespacial, ja que combina els avantatges de rendiment dels materials de la metal·lúrgia de pols amb la flexibilitat de la fabricació additiva.
Fabricació aeroespacial utilitzant tecnologia de metal·lúrgia de pols
1. Fabricació de components del motor
Dins de la indústria aeroespacial, el rendiment i la fiabilitat del motor són absolutament vitals. Si bé la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica pot fabricar amb precisió components importants del motor, incloses les pales de la turbina, les cambres de combustió i els components calents, com ara els processos de metal·lúrgia de pols, el mètode convencional de fabricació de motors requereix un gran volum de processos de mecanitzat i muntatge de precisió. A part de les seves complicades formes geomètriques, aquestes peces exigeixen una resistència a la pressió, resistència a la corrosió i resistència a la temperatura força forta. Mitjançant l'ús de pols d'aliatge d'alt rendiment com aliatges basats en níquel, aliatges a base de cobalt i aliatges de titani, la tecnologia de la metal·lúrgia en pols pot complir aquests criteris i, per tant, augmentar molt la fiabilitat i l'eficiència del motor.
2. Construcció lleugera
La millora del rendiment del vol i la reducció dels costos de llançament depenen del disseny lleuger de la nau espacial. Mitjançant l'optimització de l'estructura dels components i la reducció de residus de materials, la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica pot aconseguir un disseny lleuger. Després d'una optimització geomètrica exacta en models CAD, la tecnologia de la metal·lúrgia en pols permet als dissenyadors crear directament aquests components optimitzats mitjançant la tecnologia d'impressió 3D. Per exemple, els components fets amb tecnologia de la metal·lúrgia de pols (suports, connexions i mampares) poden reduir el pes alhora que conserven la força, millorant així el rendiment general de la nau espacial.
3. Personalització de la producció i prototipat ràpid
Els dissenyadors han de produir ràpidament prototips per provar idees de disseny noves en el curs de la investigació i el desenvolupament aeroespacial. En la tecnologia d'impressió 3D de metall, la tècnica de la metal·lúrgia de pols pot traduir ràpidament models CAD en prototips físics, per tant, reduint dràsticament el període de desenvolupament del producte. A més, amb el suport de la tecnologia de la metal·lúrgia de pols, hi ha una fabricació a mida, que pot produir components de diferents mides, formes i materials en funció de les necessitats particulars. Especialment en la fabricació d'avions, aquesta adaptabilitat és crucial, ja que les naus espacials poden necessitar components altament especialitzats per complir certs criteris de missió.
4. arreglar i substituir peces.
Algunes parts importants de les naus espacials podrien estar desgastades o danyades durant el funcionament i demaneu-ne la substitució o la reparació. Les tècniques de reparació convencionals són cares i de vegades triguen molt de temps. En les tecnologies d'impressió 3D de metall, la tècnica de la metal·lúrgia en pols pot proporcionar una substitució i reparació ràpida i exacta. Utilitzant la tecnologia d'impressió 3D, els dissenyadors poden crear formes geomètriques exactes necessàries per reparar i fabricar peces de recanvi escanejant el model 3D del component danyat. Aquest enfocament redueix el cicle de reparació així com les despeses de reparació.
Els beneficis i les dificultats de la tecnologia de la metal·lúrgia de pols per a la fabricació d'avions
En la fabricació aeroespacial, la tecnologia de la metal·lúrgia de pols utilitzada en la impressió 3D de metall ofereix grans avantatges, com ara una precisió de fabricació millorada, escurçament dels cicles de producció, reducció de residus de materials i despeses, etc. Tot i així, aquesta tècnica té diverses dificultats. Per garantir la qualitat i la funcionalitat de les peces impreses, la tecnologia de la pols metal·lúrgia, per exemple, requereix eines molt precises i coneixements operatius competents. També s'apliquen polítiques de control estrictes per a l'emmagatzematge, el processament i el reciclatge de pols metàl·liques per aturar la contaminació i els riscos de seguretat.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/comb-shaped-radiator-of-3d-printing.html