Havacılık alanında 3D baskı teknik avantajları

Üçüncü sanayi devriminin üretim alanında tipik bir temsili teknoloji olarak, 3D baskının geliştirilmesi her zaman hayatın her kesiminden yaygın bir dikkat çekmiştir. Metal yüksek performanslı katkı üretim teknolojisi (metal 3D baskı teknolojisi) endüstri uzmanları tarafından 3D baskı alanında zor ve yüksek standart bir geliştirme dalı olarak kabul edilir, ve endüstriyel üretimde önemli bir rol oynar. Antarktika ayısı da metal 3D baskıların geliştirilmesine dikkat ediyor. Günümüzde, dünyanın dört bir yanındaki endüstriyel üretim şirketleri, özellikle havacılık imalat şirketleri olmak üzere metal katkı üretim teknolojisini güçlü bir şekilde araştırıyor ve geliştiriyor. Teknolojik liderliklerini sağlamak için araştırma ve geliştirme çabalarını arttırmak için çok fazla finansal ve maddi kaynak harcıyor.

Abd üretim iade stratejisi ve alman sanayi 4.0 arka planına karşı, uluslararası çevre da büyüme için vazgeçilmez beslenme ile 3D baskı sağlar. Amerika birleşik devletleri'nde veya İngiliz teknoloji stratejisi komitesinde yeni kurulmuş ulusal katkı üretim merkezi olup olmadığı, havacılık, katkı üretim teknolojisi için birincil uygulama alanıdır. Ekim 2012 yılında, çin bilimler akademisi eski başkanı ve ulusal halk kongresi başkan yardımcısı Lu Yongxiang, çin'in 3D teknolojisinin ilk olarak havacılık alanında da uygulanacağını açıkça belirtti.

Sektörün taç parlak inci olarak, havacılık üretim alanı bir ülkenin tüm yüksek teknoloji teknolojilerini bütünleştirir, ve ulusal stratejik planın uygulanabileceği ve siyasi durumun görüntülenebileceği yedek garanti alanıdır. Yepyeni bir üretim teknolojisi olarak, metal 3D teknolojisi havacılık alanında ve bariz hizmet avantajlarında olağanüstü uygulama avantajlarına sahiptir. Esas olarak aşağıdaki yönlere yansıtılır:

(1) yeni havacılık ekipmanlarının araştırma ve geliştirme döngüsünü kısaltın

Havacılık teknolojisi, ulusal savunma gücünün ve ulusal siyasetin bir göstergesidir. Dünyadaki ülkeler arasındaki rekabet son derece şiddetli. Bu nedenle, tüm ülkeler ulusal savunma alanında kendilerini yenilmez hale getirmek için daha hızlı silah ve ekipman geliştirmeye çalışmak istiyorlar. Metal 3D baskı teknolojisi, özellikle yüksek performanslı büyük yapısal parçaların yüksek performanslı metal parçaların üretim sürecini büyük ölçüde kısaltır. Ürün geliştirme ve üretim döngüsünü büyük ölçüde kısaltacak parçaların üretim sürecinde kullanılan kalıpları geliştirmeye gerek yoktur.

Askeri lojistik ve askeri bilim ve teknoloji ekipmanları bölümü öğretim üyesi Li Daguang, ulusal savunma üniversitesi, 1980s ve 1990 s'de, yeni nesil savaşçı jetleri geliştirmek en az 10-20 yıl sürer. 3D baskı teknolojisinin en önemli avantajı, işleme veya herhangi bir kalıp gerektirmemesidir, herhangi bir şeklin parçaları doğrudan bilgisayar grafik verilerinden üretilebilir, yani 3D baskı teknolojisi ve diğer bilgi teknolojileri kullanılıyorsa, en az üç yıl içinde yeni bir savaş jeti geliştirilebilir. Yüksek esneklik, yüksek performans ve teknolojinin esnek üretim özellikleri ve karmaşık parçaların ücretsiz hızlı prototiplenmesi ile birleştiğinde, metal 3D baskı havacılık alanında parlayacak ve savunma ekipmanı üretimi için güçlü teknik destek sağlayacaktır.

Yurtiçi büyük uçak C919 merkezi flanş kısmı havacılık alanında metal 3D baskı teknolojisinin tipik bir uygulamasıdır. Bu yapısal parça 3 metreden uzun ve dünyadaki metal 3D baskı ile üretilen en uzun havacılık yapısal parçasıdır. Geleneksel üretim yöntemi kullanılıyorsa, bu parçanın sadece zaman alıcı ve emek yoğun olmayan süper büyük tonajlı bir baskı ile dövülmesi gerekir. Ama aynı zamanda hammadde atıklar. Şu anda, çin'de böyle büyük ölçekli yapısal parçalar üretebilecek bir ekipman yok.

Bu nedenle, uçağın geliştirme sürecini ve güvenliğini sağlamak için, bu parçayı yurtdışından sipariş etmeliyiz ve siparişten kurulum için yaşam döngüsü 2 yıldan fazla olduğu sürece, uçak araştırma ve geliştirmenin ilerlemesini ciddi şekilde engeller. Metal 3D baskı teknolojisi tarafından basılan merkezi flanş şeridi, geliştirmek için yaklaşık bir ay sürdü ve yapısal gücü, havacılık standartlarına tam olarak uyan dövme standartlarına ulaştı veya hatta aştı. Metal 3D baskı teknolojisinin kullanımı, ülkemin büyük uçağının gelişimini büyük ölçüde kısalttı ve geliştirme çalışmasının sorunsuz bir şekilde ilerlemesine izin verdi.

(2) malzemelerin kullanım oranını artırın, pahalı stratejik materyallerden tasarruf edin ve üretim maliyetlerini azaltın

Ve bu, havacılık alanında metal 3D baskı teknolojisinin uygulanmasının sadece bir mikrokozmasıdır.

Havacılık üretim alanlarının çoğu, titanyum alaşımları ve nikel bazlı süper alaşımlar gibi işlemesi zor metal malzemeler gibi pahalı stratejik malzemeler kullanıyor. Geleneksel üretim yöntemlerinde malzeme kullanım oranı çok düşüktür, genellikle en fazla 10%, hatta sadece 2%-5%. Malzemelerin büyük atıkları da işleme prosedürlerinin karmaşık olduğu ve üretim süresinin uzun olduğu anlamına gelir. İşlenmesi zor teknik bir parça ise, işleme döngüsü büyük ölçüde artacaktır ve üretim döngüsü önemli ölçüde uzatılacak ve bu da üretim maliyetlerinde bir artışa neden olacaktır.

Metal 3D baskı teknolojisi, yakın net-şekillendirme teknolojisi olarak, sadece az miktarda takip işlemiyle kullanılabilir ve malzemelerin kullanım oranı % 60% 'e ulaştı. Bazen bile 90% 'den fazla ulaşıyor. Bu sadece üretim maliyetlerini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda hammadde tasarrufu sağlar, aynı zamanda ülke tarafından önerilen sürdürülebilir kalkınma stratejisine de uygundur.

Çin bilimler akademisi tarafından 2014 yılında düzenlenen bir sempozyumda, beihang üniversitesinden profesör Wang Huaming, çin'in artık C919 uçak kokpidinin cam pencere çerçevesini sadece 55 gün içinde basabileceğini söyledi. Wang Huaming ayrıca bir avrupa uçak üretim şirketinin aynı şeyi üretmelerinin en az 2 yıl süreceğini söyledi. Ve kalıbı tek başına yapmak 2 milyon abd dolarına mal olur. Ancak, çin'in 3D baskı teknolojisi kullanımı sadece üretim döngüsünü kısaltmakla kalmaz, verimliliği artırır, aynı zamanda üretim maliyetlerini büyük ölçüde azaltan hammaddelerden tasarruf sağlar.

(3) parçaların yapısını Optimize edin, ağırlığı azaltın, stres konsantrasyonunu azaltın ve servis ömrünü artırın

Havacılık silahları ve ekipmanları için ağırlık azaltma sonsuz bir temadır. Uçuş sırasında uçuş ekipmanının esnekliğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda yük kapasitesini arttırır, yakıt tasarrufu sağlar ve uçuş maliyetini düşürür. Ancak, geleneksel üretim yöntemi, parçaların ağırlık azalmasını zaten en üst düzeye çıkarmıştır ve yedek kapasiteyi daha da arttırmak gerçekçi değildir.

Ancak, 3D teknolojisinin uygulanması karmaşık parçaların yapısını optimize edebilir. Performans sağlama öncülüğünde, karmaşık yapı basit bir yapıya dönüştürülebilir ve yeniden tasarlanabilir, böylece ağırlığı azaltır. Ayrıca, parçaların yapısını optimize ederek, parçaların stresi en rasyonel dağıtımda sunulabilir, yorulma çatlakları riskini azaltabilir, böylece servis ömrünü uzatabilir. Tasarımı ve kullanımını optimize etmek için makul ve karmaşık iç akış kanalı yapısı ile sıcaklık kontrolünü gerçekleştirinDLP malzemeleri(Liqcreate balmumu castable veLiqcreate premium modeli) Veya kullanım standartlarını karşılamak için malzemelerin birleştirme yoluyla farklı parçaların keyfi serbest kalıplamasını gerçekleştirin.

Bir avcı uçağının iniş takımı, yüksek mukavemet ve yüksek darbe direncine sahip parçalar gerektiren yüksek yük ve yüksek darbe taşıyan önemli bir parçadır. Amerikan F16 avcı uçağı üzerinde 3D teknoloji tarafından üretilen iniş takımı sadece kullanım standartlarını karşılamakla kalmaz, aynı zamanda orijinalinin 2.5 katı ortalama kullanım ömrüne sahiptir.

(4) parçaların onarımı ve şekillendirilmesi

Metal 3D baskı teknolojisinin üretim ve imalatında kullanılmasına ek olarak, metal yüksek performanslı parçaların onarımında uygulama değeri, üretiminin kendisinden daha düşük değildir. Mevcut durum söz konusu olduğunda, tamir şekillendirmede metal 3D baskı teknolojisinin potansiyeli, üretiminin kendisinden bile daha yüksektir.

Yüksek performanslı integral türbin blisk parçalarını örnek olarak alın. Diskteki belirli bir bıçak hasar gördüğünde, tüm türbin blisk hurdaya çıkarılacak ve doğrudan ekonomik kayıp bir milyondan fazla değere sahip olacaktır. Geçmişle karşılaştırıldığında, bu tür bir kayıp onarılamaz ve kalp kırıcı olabilir, ancak 3D baskı katmanı-by-layer imalatının özelliklerine dayanarak, hasarlı bıçağı sadece özel bir alt tabaka olarak görmemiz ve hasarlı kısımda lazer üç boyutlu şekillendirme yapmamız gerekiyor, parçanın şekli geri yüklenebilir, Ve performans, taban malzemesinden bile daha yüksek kullanım gereksinimlerini karşılar. 3D baskı sürecinin kontrol edilebilirliği nedeniyle, onarımının olumsuz etkisi çok sınırlıdır.

Aslında, 3D baskılı parçaların daha iyi tamir edilmesi ve eşleştirilmesi daha kolaydır. Diğer üretim teknolojileriyle karşılaştırıldığında, 3D onarım sürecinde, üretim süreci ile onarım parametreleri arasındaki boşluk nedeniyle, onarım alanının ve alt tabakanın doku, kompozisyon ve performans açısından tutarlılığını korumak zordur. Ancak 3D oluşturulmuş parçaları tamir ederken bu sorun mevcut değildir. Onarım işlemi, katkı üretim sürecinin bir devamı olarak kabul edilebilir ve onarım alanı ve alt tabaka optimal bir eşleşme sağlayabilir. Bu parça üretim sürecinde virtuous bir daire gerçekleştirir, düşük maliyetli üretim + düşük maliyetli onarım = yüksek ekonomik fayda.

(5) geleneksel üretim teknolojisi ile işbirliği yapın ve birbirinizi tamamlayın

Geleneksel üretim teknolojisi, büyük hacimli şekilli ürünlerin üretimi için uygundur, 3D baskı teknolojisi ise kişiselleştirilmiş veya rafine edilmiş yapısal ürünlerin üretimi için daha uygundur. 3D baskı teknolojisini ve geleneksel üretim teknolojisini birleştirerek, her biri güçlü yanlarına dayanır, ilgili avantajlarına tam oyun verir ve üretim teknolojisini daha güçlü hale getirir.

Örneğin, yüzeyde yüksek kaliteli performans gerektiren parçalar için ancak merkezde ortalama performans, merkezi şekilli parçalar üretmek için geleneksel üretim teknikleri kullanılabilir, ve sonra lazer stereoforming teknolojisi, bu merkezi parçalarda doğrudan yüzey parçaları oluşturmak için kullanılabilir. Bu şekilde, yüksek yüzey performansı ve genel merkez gereksinimleri olan parçalar üretilir, bu da sürecin karmaşıklığını azaltır ve üretim sürecini azaltır. Bu tamamlayıcı kombinasyon, üretim ve parça üretiminde önemli pratik uygulama değerine sahiptir.

Ayrıca, basit bir dış yapıya sahip bileşenler için, geleneksel üretim teknolojisi iç karmaşık yapıyı üretmek için kullanıldığında karmaşık bir iç yapı, süreç hantal ve sonraki işleme prosedürleri karmaşıktır, bu da üretim maliyetlerine neden olur ve üretim döngüsünü uzatır. Geleneksel üretim teknolojisinin harici kullanımı ve 3D baskı teknolojisinin iç kullanımı doğrudan net şekle yakındır, böylece sadece az sayıda takip işlemi ürün üretimini tamamlayabilir. Bu, üretim döngüsünü kısaltır, maliyetleri azaltır ve birlikte çalışabilirlik ve tamamlanabilirlik elde etmek için geleneksel teknolojinin ve yeni teknolojinin mükemmel eşleşmesini sağlar.

3D baskı teknolojisinin birincil uygulama alanı olarak, havacılık açık teknik avantajlara sahiptir, ancak bu, metal 3D baskının her şeye gücü yeten olduğu anlamına gelmez. Gerçek üretimde, teknik uygulamasında çözülmesi gereken birçok sorun var. Örneğin, şu anda, 3D baskı seri üretime adapte olamaz, yüksek hassasiyetli gereksinimleri karşılayamaz ve yüksek verimli üretim elde edemez. Ayrıca, 3D baskı gelişimini kısıtlayan önemli bir faktör, ekipmanının yüksek maliyetidir ve çoğu sivil alan bu kadar yüksek ekipman üretim maliyetlerini karşılayamaz. Ancak, malzeme teknolojisi, bilgisayar teknolojisi ve lazer teknolojisinin sürekli gelişimi ile üretim maliyetleri, üretim endüstrisinin üretim maliyetlerini taşıyabilme yeteneğini karşılamak için azalmaya devam edecektir. O zaman, 3D baskı, üretim alanında ışığını parlatacak.