1, sinopsis metalnih resursa za 3D ispis
Obično uključivanje metalnih komponenti u obliku praha, žica ili listova, metalna tehnika 3D ispisa je korištenjem izvora topline poput lasera i elektronskih greda, ti se materijali rastopljeni i učvršćeni sloj po sloju, čime se stvaraju predviđena trodimenzionalna struktura. Obično korišteni metalni 3D materijali za tisak u zrakoplovnoj industriji sadrže legure od titana, aluminijske legure, nehrđajući čelik, nikl na bazi nikla i visoke temperature na bakrenim legurama, bakrene legure i vatrostalne legure.
2, Ti-legure
Među najčešće korištenim komponentama u metalnom 3D printanju u zrakoplovnom sektoru je legura titana. Njegova velika čvrstoća, mala gustoća i vrhunska otpornost na koroziju dobro su poznati. Legura titana savršen je materijal za lagani dizajn budući da je njezina gustoća samo otprilike upola manja od nehrđajućeg čelika. Istodobno s tim, legure titana imaju izvanredne mehaničke kvalitete i otpornost na zamor, što pomaže u očuvanju stabilnih performansi u zahtjevnim okruženjima. Ključni dijelovi u zrakoplovnoj industriji, uključujući lopatice motora zrakoplova, okvire, stajni trap itd. najčešće se izrađuju od legura titana. Korištenjem tehnologije 3D ispisa mogu se proizvesti komponente od legure titana složenog dizajna i izvanrednih performansi, čime se povećava pouzdanost i performanse zrakoplova.
3, aluminijska legura
Zbog svoje male težine, velike čvrstoće i pristojne toplinske vodljivosti, aluminijska legura također je prilično poželjna u sektoru zrakoplova. Iako aluminijska legura ima daleko manju gustoću od čelika, njezina je čvrstoća donekle slična nekim čelicima. To čini aluminijsku leguru savršenim izborom za proizvodnju lakih komponenti. Nosači motora, radijatori i drugi dijelovi u automobilskom i zrakoplovnom sektoru uvelike se proizvode pomoću tehnologije 3D ispisa od aluminijske legure. Putem pametnog dizajna, inženjeri mogu stvoriti lagane, ali robusne komponente, čime se povećava ušteda goriva i performanse proizvoda.
4, nehrđajući čelik
Zbog svoje velike otpornosti na koroziju, visoke čvrstoće i superiornih performansi obrade, nehrđajući čelik zauzeo je vodeće mjesto u polju metalnog 3D ispisa. izuzetno stabilan u ekstremno korozivnim okruženjima, sloj oksida bogat kromom na površini nehrđajućeg čelika može se uspješno oduprijeti koroziji mnogih kemijskih medija. Nadalje, niska cijena i snažna mogućnost recikliranja nehrđajućeg čelika dodatno smanjuju troškove proizvodnje. Nehrđajući čelik naširoko se koristi u zrakoplovnom sektoru za proizvodnju ventila i cijevi kojima su potrebni visoki tlakovi i korozivni mediji.
5, superiorna temperatura legura
Posebno u situacijama visokih temperatura i visokog tlaka, visokotemperaturne legure nalaze široku primjenu u zrakoplovnom sektoru. Dobro su poznate izvrsne mehaničke kvalitete i otpornost na oksidaciju visokotemperaturnih legura na bazi nikla i željeza. Obično se koriste u proizvodnji važnih komponenti kao što su zrakoplovni motori, plinske turbine i turbinski motori, te legure mogu sačuvati dobru čvrstoću i stabilnost na visokim temperaturama. Komponente od legura za visoke temperature kompliciranih oblika i velike otpornosti na visoke temperature mogu se proizvesti kako bi se zadovoljila potreba za materijalima visokih performansi u zrakoplovnom sektoru pomoću tehnologije 3D ispisa.
6, vatrostalna legura
Osim toga, posebne uporabe u zrakoplovnom sektoru su vatrostalne legure poput Niobium, Tantal, Molybdenum, Rhenium, volframa i njihovih legura. Ove legure obično koriste u ultra visokim temperaturnim uvjetima, imaju izuzetno visoke točke taljenja i velike mehaničke karakteristike. U svrhu, uključujući mlaznice za hlađenje zračenja, sustave za kontrolu svemirske reakcije i vodeće rubove nadmoničnih krila, na primjer, legure na bazi Niobiuma pokazuju dobre performanse. Komplicirane oblikovane i visoke performanse komponente vatrostalne legure mogu se proizvesti s tehnologijom 3D ispisa kako bi se zadovoljila potražnja za zrakoplovnom industrijom za vrhunskim materijalima.
7, Ideje i poteškoće u odabiru materijala
U zrakoplovnoj industriji materijali za 3D ispis moraju se odabrati s pažljivim razmatranjem za nekoliko elemenata. Prvo, ključno je definirati određene kriterije izvedbe i situacije aplikacije za ispis dijelova. Iako su komponente zrakoplova potrebne lagane i velike čvrstoće, mehanički dijelovi kojima je potrebna velika čvrstoća i otpornost na habanje imaju različite kriterije performansi za materijale. Drugo, temeljito je istraživanje nekoliko materijalnih kriterija uspješnosti, uključujući čvrstoću, tvrdoću, otpornost na koroziju, otpornost na pucanje i toplinsku vodljivost. Odaberite materijale s odgovarajućim korisnim performansama, ovisno o posebnim potrebama dijelova.
Ipak, izbor metalnih materijala za 3D ispis za primjene zrakoplova predstavlja određene poteškoće. Prije svega, za razliku od konvencionalne obrade, materijali koji su dostupni malo je u količini i nemaju desetljeća obrade i upotrebe znanja. Drugo, komponente zrakoplova obično zahtijevaju strogi odabir materijala jer obično zahtijevaju važne osobine, uključujući laganu, visoku čvrstoću, otpornost na koroziju i visoku temperaturnu otpornost. Nadalje, veliki trošak tehnologije metalnog 3D ispisa ograničava izbor i primjenu materijala u nekim aspektima.