Ús de la impressió 3D de metall per millorar la resistència estructural dels components de la nau espacial: un estudi de cas

Feb 27, 2025

Primer cas: Estrella núm. 1 01 de Qiancheng
Llançada per la China Aerospace Science and Technology Corporation, la nau espacial Qiancheng{{0}} és un referent. Primer satèl·lit del món que aplica aquesta tecnologia, el satèl·lit utilitza una construcció d'estrelles sencera basada en materials de matriu de punts impresos en 3D. Utilitzant la tecnologia integrada de fabricació d'additius d'aliatge d'alumini, l'estrella Qiancheng-1 01 està construïda amb una característica mínima de només 0,5 mm i més d'1 milió de funcions d'estructura de gelosia a través de l'estrella. Aquest mètode no només redueix dràsticament el pes dels edificis satèl·lits, canviant per tant la relació de pes del 20% convencional a menys del 15%, sinó que també redueix el nombre de components i escurça el cicle de disseny i preparació.
El llançament efectiu i el funcionament constant del satèl·lit Qiancheng-1 01 denota que la maduresa de la tecnologia d'estructura de gelosia tridimensional impresa en 3D per a les estructures de càrrega principals de les naus espacials ha arribat al nivell nou, la qual cosa indica que el sistema real ha complert efectivament la seva missió. . Aquest mètode no només millora la resistència estructural dels satèl·lits, sinó que també mostra els beneficis tecnològics de la impressió 3D de metall en una formació estructural a gran escala, refinada i específica.
Segon cas: coet portador de líquids "Zhuque-2"
Blue Arrow Aerospace va desenvolupar per separat el coet portador líquid "Zhuque-2" utilitzant el motor de metà d'oxigen líquid "Tianque" de 10 tones (TQ-11), l'únic motor de coet d'oxigen metà líquid de múltiples broquets que s'utilitza a Xina. Les parts clau del motor, com la cambra de combustió i el cos del generador de gas, tenen estructures internes complicades i demandes estrictes de forma externa i precisió del canal de flux. Tot i que la tecnologia d'impressió 3D de metall pot aconseguir la formació integrada d'estructures complicades, reduint dràsticament els cicles de muntatge del motor i millorant el manteniment del motor, les tècniques tradicionals de forja i soldadura no poden satisfer aquests criteris tecnològics.
Blue Arrow Aerospace ha produït de manera efectiva peces importants, com ara la cambra de combustió i el cos del generador de gas, utilitzant tecnologia d'impressió 3D metàl·lica amb una precisió mínima de la mida de les característiques de 0,05 mm. Això augmenta la força estructural del motor del coet, així com la seva fiabilitat i rendiment. Tota la implementació de la tecnologia d'impressió 3D de metall en la producció del motor de coets "Zhuque-2" il·lustra completament els seus avantatges especials en la construcció d'estructures complexes.
Tercer cas: nau de prova de naus tripulades de nova generació
A més de completar el primer experiment espacial d'impressió 3D, la nau de prova de naus tripulades de nova generació va portar el primer mecanisme de desplegament CubeStar basat en tecnologies d'impressió 3D de metall. Starspace (Beijing) Technology Co., LTD de la China Commercial Aerospace Corporation desenvolupa el dispositiu de desplegament i el produeix utilitzant la tècnica d'impressió 3D Platinum Metal. El pes dels dispositius metàl·lics de desplegament d'impressió 3D és només la meitat dels productes de processament mecànic convencionals, i el cicle de processament s'ha escurçat de molts mesos a una setmana, reduint així molt el pes del disseny i augmentant la resistència estructural.
Aquest vol va confirmar completament la resistència estructural, les propietats del material i l'adaptabilitat a l'entorn espacial del nou dispositiu de desplegament imprès en 3D CubeSat, de manera que va proporcionar dades i reserves tècniques per a l'aplicació a gran escala de "impressió 3D + aeroespacial" i el futur en el llançament en òrbita i desplegament mòbil de micro i nano satèl·lits a les estacions espacials. A més de complir els criteris de llançament i desplegament del satèl·lit cub 3U estàndard mundial, aquest desplegador té la capacitat de llançar centenars de satèl·lits amb un coet, generant, per tant, noves oportunitats per a la fabricació i el desplegament de components de naus espacials.
Beneficis de la impressió 3D de metall
Els principals reflexos dels beneficis de la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica en la producció de components de nau espacial es troben a continuació:
La tecnologia d'impressió 3D de metall pot maximitzar les estructures d'impressió, reduir els residus de material, permetre un disseny lleuger i augmentar el rendiment i l'eficiència de l'avió.
La tecnologia d'impressió 3D metàl·lica pot traduir immediatament models CAD en models físics i, per tant, aconseguir una rèplica precisa d'un a--per a la construcció d'estructures complicades amb tècniques de fabricació convencionals.
Escurçament del cicle i reducció de costos: evitant essencialment la pèrdua de material i temps en el procés de "fabricació de materials iguals i fabricació subtractiva", la tecnologia d'impressió 3D de metall proporciona productes en forma de "diferenciació i integració", per tant, millora l'eficiència de la producció.
gran fiabilitat i rendiment: components d'alt rendiment i molt precisos possibles gràcies a la impressió 3D de metall milloraran la resistència i la fiabilitat estructurals de la nau espacial.

https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/intake-manifolds-of-metal-additive.html

Enviar la consulta