Istraživanje i razvoj naprednih metalnih praha promiče napredak tehnologije zrakoplovnih 3D ispisa

Potražnja za laganim, visokoučinkovitim i sofisticiranim strukturnim komponentama u zrakoplovnom sektoru svakodnevno raste kako tehnologija napreduje. Dok je uspon tehnologije 3D ispisa donio radikalna poboljšanja u sektoru zrakoplovne proizvodnje, konvencionalne proizvodne tehnike ponekad imaju značajna ograničenja u tim sektorima. Među njima, napredak tehnologije zrakoplovnog 3D ispisa uvelike je olakšan proučavanjem i razvojem poboljšanih metalnih prahova.
3D ispis, koji se ponekad naziva i aditivna proizvodna tehnologija, tehnika je za akumulaciju materijala sloj po sloj za stvaranje trodimenzionalnih predmeta. Tehnologija 3D ispisa može se pohvaliti boljom upotrebom materijala, bržim proizvodnim ciklusima i većom slobodom dizajna od konvencionalne subtraktivne proizvodnje ili jednakih alternativa za proizvodnju materijala. Tehnologija 3D ispisa uvelike se primjenjuje u područjima zrakoplovstva, uključujući proizvodnju lakih dijelova, optimizaciju komponenti motora, proizvodnju dronova i proizvodnju komponenti zrakoplova.
Osobito u zrakoplovnoj industriji, gdje postoje prilično velike potrebe za performansama metalnog praha, metalni prah je ključna sirovina za tehnologiju 3D ispisa. Visokokvalitetni metalni prah zahtijeva svojstva uključujući dobru sferičnost, protočnost, odgovarajuću distribuciju veličine čestica i visoku čistoću. Ta svojstva izravno utječu na kvalitetu i izvedbu 3D tiskane robe, tako da je razvoj poboljšanih metalnih prahova postao glavni pokretač poboljšanja zrakoplovne 3D tehnologije ispisa.
Dvije često korištene tehnike pripreme u proučavanju i razvoju metalnih prahova su vakuumska indukcija topljenja atomizacije argona (ViGA) i metoda rotirajuće elektrode u plazmi (PREP). Metoda pripreme može pripremiti metalne praške s visokom sferičnošću, glatkom površinom, raspodjelom veličine čestica uskog praha i dobrom protokom, što ima jedinstvene prednosti u polju 3D ispisa; Metoda Viga ima visok prinos finog praha, ali probleme sa šupljim prahom i satelitskim prahom. Razvijanje i ažuriranje nove generacije atomizacije i opreme za rotiranje plazme i opreme pomoći će poboljšati prinos finog praha i učinkovitosti proizvodnje, čime se poboljšava kvaliteta PREP praha.
Osim poboljšanja tehnike pripreme, na performanse metalnog praha mnogo utječe njegova čistoća. Za određene upotrebe poput Aerospace -a, potrošači imaju sasvim točne standarde za čistoću metalnog praha. Sadržaj kisika u prahu od legure titana je {{0}}. 0 0 7% do 0. 0 13%; Sadržaj kisika u prahu visoke temperature legure mora se regulirati između 0,006% i 0,018%; a sadržaj kisika u prahu od nehrđajućeg čelika iznosi 0,010% do 0,025%. Ovi rigorozni kriteriji čistoće jamče važne indikacije poput mehaničke čvrstoće 3D ispisanih predmeta, otpornosti na koroziju i visoke temperature.
Zrakoplovni 3D ispis također uvelike ovisi o raspodjeli veličine čestica metalnog praha. Različite tehnike 3D ispisa i metode oblikovanja zahtijevaju različite kriterije raspodjele veličine čestica praha. Za metalni 3D ispis, danas se najčešće koristi raspon veličine čestica praha od 15-150 μm. Zbog svoje fine fokusirane točke i jednostavnog topljenja finog praha, pisači koji rade na laserima kao izvorima energije prikladni su za korištenje prahova u rasponu od 15 do 53 μm; Pisači koji koriste elektronske zrake kao izvore energije imaju nešto grublje fokusirane svjetlosne točke, pa su prikladniji za taljenje grubih prahova i za korištenje prahova u rasponu od 53 do 105 μm. prah veličine čestica od 105-150 µm može se koristiti za pisače s koaksijalnim punjenjem praha.
Druga ključna odrednica protoka metalnog praha je njegova sferičnost. Općenito govoreći, protočnost čestica u prahu je veća njihova sferičnost. Da bi se zajamčila besprijekorna raspodjela praha i hranjenje tijekom tiskanja, 3D ispis metalnog praha potrebna je sferičnost veća od 98%. Glavne tehnike pripreme za visokokvalitetne 3D tiskane metalne praške su aerosolizacije i rotirajuće tehnike elektroda; Stoga je oblik praha proizveden u ova dva procesa u osnovi sferičan, zadovoljavajući visoke kriterije 3D ispisa.
Osim unapređenja tehnologije 3D ispisa zrakoplova, istraživanje i razvoj novih metalnih praha podržavaju inovaciju i razvoj puder metalurgije. Koristeći tehnike, uključujući prešanje i sinteriranje metalnih praha, metalurgija u prahu je sofisticirana metoda obrade materijala koja proizvodi različite dijelove. Metalurgija zrakoplovne praška opsežno se primjenjuje za proizvodnju laganih konstrukcija i zamršenih oblika. Tehnologija praha metalurgije dodatno je razvijena i rafinirana pojavom tehnologije 3D ispisa, čime je stvorila kompozitnu proizvodnu tehnologiju "3D ispis+metalurgije u prahu".
Jedna nova tehnika koja kombinira 3D tiskanje i metalurgijske tehnologije u prahu je ispis praha (PEP). Prvo dosljedno miješanje metalnih/keramičkih prahova s ​​organskim vezivima za izradu peleta, ova se tehnika zatim oblikova pomoću 3D pisača, eliminira veziva iz proizvedenih praznina i na kraju ih gurne kroz sintering za proizvodnju robe s konzistentnim i izvanrednim performansama. Osim pripreme bez kalupa, PEP tehnologija povećava kapacitet prerade velikih poteškoća i vrlo složenih komponenti, tako da nudi učinkovitije i fleksibilnije proizvodno rješenje za zrakoplovni sektor.

https: //www.china -3 dprinting.com/metal -3 dprinting/metal -3 d-ispis-optimizes-fluid-manifolds.html