Izazovi trajnosti metalnog 3D ispisa u zrakoplovstvu

1, Sinopsis pitanja trajnosti metalnog 3D ispisa
U zrakoplovnoj industriji sigurnost i pouzdanost zrakoplova izravno određuju životni vijek komponenti. Ekstremni uvjeti okoline, uključujući temperaturu, tlak, vibracije i koroziju, mogu uzrokovati velika ispitivanja izdržljivosti na metalnim 3D tiskanim komponentama. Uglavnom su te poteškoće posljedica sljedećeg:
Usklađivanje performansi i odabir materijala: Zrakoplovni dijelovi moraju biti otporni na neprijateljske radne uvjete uključujući visoku temperaturu, visoki tlak, brzi protok zraka itd. Iako metalna 3D tehnologija ispisa može ispisati nekoliko metalnih materijala, kako odabrati odgovarajuće materijale i jamčiti da njihova izvedba zadovoljava zahtjeve dizajna težak je tehnički problem.
Na mikrostrukturu i izvedbu komponenti u metalnom 3D ispisu uvelike utječu procesni parametri uključujući snagu lasera, brzinu skeniranja, debljinu sloja itd. Male procesne pogreške mogle bi drastično skratiti životni vijek komponente.
Metalni 3D ispisani proizvodi obično su potrebni za naknadne -operacije obrade uključujući toplinsku obradu, strojnu obradu i premazivanje kako bi se povećala njihova trajnost i izvedba. Ovi-postupci naknadne obrade mogli bi, međutim, donijeti nove nedostatke ili skratiti životni vijek komponente.
Zrakoplovne komponente ponekad su izložene izmjeničnim opterećenjima tijekom-dugotrajne upotrebe, što može uzrokovati oštećenje uslijed zamora zbog ponašanja loma. Na vijek trajanja metalnih 3D ispisanih objekata može uvelike utjecati njihova mikrostruktura i distribucija grešaka.
2, Posebna studija problema trajnosti metalnih 3D ispisanih objekata
Zrakoplovne komponente moraju imati stroge kriterije za toplinsku stabilnost, otpornost na koroziju, čvrstoću i druge karakteristike materijala, kao i biti u stanju tolerirati neprijateljsko okruženje poput visoke temperature, visokog tlaka i korozije.
Iako tehnologija metalnog 3D ispisa može ispisati nekoliko-metalnih materijala visokih performansi, kako zajamčiti da ti materijali zadrže svoja izvorna svojstva tijekom procesa ispisa je poteškoća koju treba riješiti.
Izbor materijala također mora uzeti u obzir kompatibilnost procesa ispisa kako bi se zajamčila stabilnost procesa ispisa i kvaliteta komponenti.
Proces ispisa i kontrola kvalitete: Parametri procesa metalnog 3D ispisa značajno utječu na mikrostrukturu i karakteristike komponenti. Promjene u snazi ​​lasera i brzini skeniranja, na primjer, mogu uzrokovati nedostatke unutar komponente poput pora i pukotina.
Ostali elementi tijekom procesa ispisa, kao što su temperaturni gradijent i raspodjela naprezanja, mogu potencijalno utjecati na trajnost komponente.
Strogi kriteriji i postupci testiranja pomažu jamčiti da kvaliteta tiskanih komponenti zadovoljava kriterije dizajna u smislu kontrole kvalitete.
Obrada površine nakon terapije:
Metalne 3D ispisane komponente obično zahtijevaju naknadne-tehnike obrade, uključujući toplinsku obradu, strojnu obradu i premazivanje kako bi se povećala njihova trajnost i izvedba
Ovi-postupci naknadne obrade mogli bi, međutim, donijeti nove nedostatke ili skratiti životni vijek komponente. Na primjer, toplinski stres nastao tijekom procesa toplinske obrade mogao bi uzrokovati deformaciju ili pucanje komponente; poroznost ili ljuštenje mogu nastati tijekom procesa premazivanja.
Stoga je imperativ maksimizirati naknadnu-tehnologiju obrade kako bi se smanjio utjecaj na trajnost komponente.
Zrakoplovne komponente ponekad su izložene izmjeničnim opterećenjima tijekom-dugotrajne upotrebe, što može uzrokovati oštećenje uslijed zamora zbog ponašanja loma.
Na životni vijek metalnih 3D tiskanih komponenti od zamora može uvelike utjecati njihova mikrostruktura i distribucija grešaka. Na primjer, nedostaci poput rupa i lomova mogu pokrenuti pukotine nastale zamorom.
Da bi se procijenila njihova trajnost u korisnim primjenama, neophodno je temeljito istraživanje ponašanja metalnih 3D tiskanih komponenti na zamor.
3, Potencijalni odgovori i buduće upute
Rješenja za pitanja trajnosti metalnog 3D printanja u zrakoplovstvu mogu se pronaći u sljedećim područjima:
Pojednostavite izbor materijala i uskladite performanse.
Detaljno istražite materijale i stvorite-metalne materijale visokih performansi prikladne za zrakoplovni sektor.
Stvorite bazu podataka o materijalima kako biste ponudili dosljedne kriterije odabira materijala za 3D ispis metala.
Kontrolirajte parametre procesa ispisa kako biste jamčili da će materijali zadržati svoje izvorne karakteristike tijekom procesa ispisa.
Napredna tehnologija ispisa i kontrola kvalitete pomoću optimalnih postavki procesa ispisa kako bi se smanjila pojava nedostataka uključujući pore i pukotine.
Upotrijebite testiranje rendgenskim zrakama, ultrazvučno ispitivanje itd. sofisticirane tehnologije otkrivanja za ispitivanje kvalitete tiskane robe.
Stvorite rigorozan mehanizam kontrole kvalitete kako biste jamčili da kvaliteta ispisanih komponenti zadovoljava kriterije dizajna.
Poboljšajte metode površinske obrade i post{0}}obrade.
Istražite i stvorite metode post{0}}obrade prikladne za metalne 3D ispisane komponente kako biste umanjili učinke na životni vijek komponente.
Pojednostavite nanošenje premaza kako biste povećali trajnost i prianjanje premaza.
Sveobuhvatno istraživanje zamora i ponašanja pri lomu:
Istražite ponašanje metalnih 3D tiskanih komponenti na zamor i procijenite njihovu izdržljivost u korisnim kontekstima.
Stvorite model predviđanja vijeka trajanja od zamora kako biste dizajnu i upotrebi komponenti dali znanstvenu osnovu.
Ojačati istraživanje i izum metalne 3D tehnologije ispisa i potaknuti njenu široku primjenu u zrakoplovnoj industriji, čime se podupiru tehnološke inovacije i industrijska nadogradnja.
Stvoriti sustav za istraživačku suradnju sveučilišta u industriji kako bi se unaprijedila temeljita integracija industrijske nadogradnje i tehnoloških inovacija.

https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/turbo-usisna-cijev-with-additive-manufacturing.html