Donat l'accelerat desenvolupament tecnològic, la tecnologia d'impressió 3D metàl·lica s'ha convertit en una eina creativa principal en el sector aeroespacial. Aquest mètode no només augmenta considerablement la precisió i l'eficiència de la producció, sinó que també promou la investigació i l'aplicació de nous materials d'aliatge. Atès que estan millorant dràsticament el disseny, la construcció i el manteniment d'avions, aquests nous aliatges, amb les seves característiques úniques, són cada cop més importants en la indústria aeroespacial.
La impressió 3D de metall és una tècnica de fabricació additiva sofisticada en la qual es produeixen objectes tridimensionals capa per capa recollint partícules o cables metàl·lics. S'utilitzen menys materials en la impressió 3D de metall que en els mètodes de producció tradicionals com la fosa, la forja i el tall; també ofereix cicles de fabricació més ràpids i més llibertat de disseny. Especialment en la fabricació d'elements estructurals complexos, aquests avantatges han donat lloc a una àmplia aplicació de la impressió 3D de metall a la indústria aeronàutica.
El desenvolupament de nous aliatges és un dels motors clau del progrés científic en la impressió 3D de metall. Juntament amb una resistència excepcional, una alta tenacitat i una forta resistència a la corrosió, aquests nous aliatges tenen qualitats lleugeres i un bon rendiment a alta temperatura. Des d'elements estructurals fins a components del motor fins a sistemes de protecció tèrmica, aquestes característiques ofereixen al nou aliatge considerables oportunitats d'aplicació en el sector aeronàutic.
Utilitzant el nou aliatge d'alta temperatura GRX-810 reforçat per dispersió d'òxid de crom níquel cobalt (ODS), desenvolupat en associació entre la NASA i Elementum 3D, aquest aliatge mostra una resistència a la fluència, força i resistència a l'oxidació excepcionals a altes temperatures. La força i la resistència a l'oxidació de GRX-810 s'han duplicat i la seva resistència a la fluència, en comparació amb els aliatges d'alta temperatura impresos convencionals, s'ha millorat 1000 vegades. Això fa que GRX-810 sigui un material adequat per crear components de motor més prims i petits, millorant per tant l'economia de combustible, els costos de funcionament i la durabilitat. A més, GRX-810 és apte per a la fabricació de components que treballen a temperatures de funcionament més altes, inclosos els broquets de motors de coets.
A part de GRX-810, els nous aliatges en impressió 3D de metall també inclouen EOS Nickel Alloy IN738 i EOS Nickel Alloy K500. L'alta resistència, la resistència a la calor i la resistència a la corrosió excepcional fan que IN738 sigui un superaliatge a base de níquel d'alt rendiment perfecte per a la fabricació de pales de turbines i altres components energètics d'alt rendiment, així com sistemes de turbomàquines que funcionen sota una pressió enorme. EOS IN738 pot reduir considerablement el deteriorament en aplicacions d'alta pressió i resistir més condicions de temperatura que els superaliatges convencionals. Per al sector aeronàutic que creï components fiables i eficients, IN738 és, per tant, una opció perfecta.
Desenvolupat a petició d'una important empresa de llançament espacial, K500 combina les característiques de l'aliatge de níquel i l'aliatge de coure per oferir una barreja equilibrada de força i conductivitat tèrmica modesta. Aquest material és molt adequat per al processament químic i aplicacions marítimes com bombes i vàlvules, així com per a la fabricació de components d'aplicacions espacials, com ara propulsors i broquets. En materials d'impressió 3D, el llançament de K500 tanca la bretxa entre la resistència mecànica i la conductivitat tèrmica, oferint així més opcions al sector aeroespacial.
A més, els experts del Laboratori Nacional d'Oak Ridge (ORNL) i el Laboratori Nacional de Tecnologia Energètica (NETL) han dissenyat i imprès en 3D de manera efectiva l'aliatge més lleuger i sense esquerdes fins ara. Comprèn set elements, rics en niobi, aquest aliatge té una estructura d'aliatge complicada. Almenys un 48% més de punt de fusió que els superaliatges de níquel-cobalt anteriors, pot suportar altes temperatures per sobre de 1315 graus sense fondre. A més de millorar la qualitat de fabricació additiva de les pales de les turbines, aquest avanç imaginatiu ajuda a reduir el pes de les aeronaus i les turbines de gas i millora el rendiment general.
Els fabricants d'avions troben un gran ús per als aliatges de recent desenvolupament creats en la impressió 3D de metall. Es poden desenvolupar nous aliatges, per exemple, per construir components crítics del motor, com ara juntes d'aïllament d'alta temperatura, pales de turbina i cambres de combustió, entre els quals el nou aliatge és l'opció ideal, ja que la seva resistència a alta temperatura, resistència a la corrosió i resistència al desgast ho permeten. per suportar ambients químics i grans càrregues de calor. A més, el nou aliatge permet la producció de peces importants que inclouen seccions estructurals i sistemes de protecció tèrmica, millorant així la seguretat general i el rendiment de les aeronaus.
Els nous aliatges de la impressió 3D metàl·lica no només avança la tecnologia dels avions, sinó que també ofereixen oportunitats imaginatives per a molts altres camps. Es poden generar nous aliatges per al sector energètic, per exemple, per construir peces de turbines de gas i components estructurals més robusts i eficients per a reactors nuclears. La indústria mèdica troba ús per als nous aliatges en la fabricació d'equips i implants més precisos i fiables. Aquestes aplicacions no només amplien l'espectre de possibilitats de la tecnologia d'impressió 3D de metall, sinó que també donen suport a l'actualització industrial en sectors afins i a l'avanç tecnològic en camps pertinents.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/lightweight-fluid-manifold-with-3d-printing.html