Hvernig þrívíddarprentun á álblöndu er að endurskilgreina létta flugrýmishluta

Aerospace, UAV og gervitungl verkfræðingar halda áfram að keyra inn í sömu erfiðu mörkin: hluturinn verður að verða léttari án þess að verða veikari. Hefðbundin CNC vinna byrjar á föstu efni, fjarlægir mest af því sem rusl og getur samt ekki búið til innri rúmfræði sem myndi í raun skera massa. Leiðslutími teygir sig, efniskostnaður hækkar og hönnunin er takmörkuð af því sem skeri getur náð.3D prentun á álblöndubreytir þeirri jöfnu. Með því að setja efni aðeins þar sem þess er þörf opnar ferlið hönnunarfrelsi sem frádráttaraðferðir leyfa einfaldlega ekki.

Massi er áfram ríkjandi frammistöðudrifinn. Opinber gögn frá NASA og helstu flugvélaframleiðendum sýna að hvert kíló sem er fjarlægt úr flugskrokk getur dregið úr eldsneytisbrennslu á lífsleiðinni um mælanlegt magn og losað um farm eða drægni. Á rafknúnum UAV og litlum gervihnöttum eru áhrifin strax-minni massi eykur þol beint eða leyfir fleiri skynjara.

Hefðbundin vinnsla framleiðir oft há kaup-til-flugshlutfalls. Flókið krappi getur byrjað sem stórt borð og endað á broti af þeirri þyngd. Aukaframleiðsla snýr hlutfallinu við vegna þess að ónotað duft er að mestu hægt að endurheimta. Minna efni er keypt, minna er hent og rúmfræðin er ekki lengur takmörkuð af aðgangi verkfæra.

Álblöndur eru enn hagnýtar fyrir marga þrívíddarprentaða íhluti úr málmi vegna þess að þeir sameina lágan þéttleika með nothæfan styrk, tæringarþol og suðuhæfni. Þegar það er unnið með leysidufti-rúmsamruna framleiðir AlSi10Mg þétta hluta sem bregðast vel við hitameðferð.

AlSi10Mg er algengasti kosturinn fyrir 3D prentunarþjónustu úr áli. Eftir meðhöndlun lausnar og öldrun skilar það togeiginleikum sem eru samkeppnishæfir við margar steypueinkunnir á sama tíma og hún heldur þyngdarforskoti næstum-nettó-ferlis. Sömu vélar og prenta ál geta skipt yfir í títan málmblöndur þegar þörf er á meiri algerum styrk eða hitaþol, sem gefur verkfræðingum möguleika í einni þrívíddarprentunarverksmiðju úr málmi.

Það sem skiptir mestu máli fyrir hönnuði er skilvirkt hlutfall styrks-til-þyngdar þegar staðfræði og innri uppbygging hefur verið beitt. Efnið sjálft er aðeins hluti af sögunni; hæfileikinn til að setja hann aðeins eftir hleðsluleiðum gerir afganginn.

Þrjár aðferðir skila stöðugt mestu massafækkuninni:

Topology fínstilling endurdreifir efni eftir aðal streituleiðum og fjarlægir allt annað. Formin sem myndast líta lífræn út en þau bera nauðsynlega álag við minni þyngd. Flest geimferðateymi líta nú á þrívíddarprentun fyrir fínstillingu svæðisfræðinnar sem staðlað snemma hönnunarskref frekar en tilraunakost.

Grindar- og honeycomb mannvirki koma í stað traustra veggja með stýrðu innra mynstri. Hægt er að stilla stífleika á meðan massi lækkar. Grindaruppbygging Þrívíddarprentunargeimforrit birtast í sviga, hýsum og varmaskiptum þar sem bæði burðarvirki og hitauppstreymi skipta máli.

Hlutasamþjöppun breytir mörgum-hlutum í staka prentaða íhluti. Festingar, innsigli og aukaaðgerðir hverfa ásamt þyngd þeirra og hugsanlegum bilunarstöðum. Samsetningartími og birgðir minnka á sama tíma.

Samanlagt gefa þessar aðferðir reglulega þyngdarsparnað á bilinu 20–40% samanborið við upprunalegu vélhönnunina, þó að nákvæm tala sé alltaf háð byrjunartakmörkunum.

Vel-prentaður og hita-meðhöndlaður álhluti er sjaldan kláraður. Flugumhverfi krefst enn betri slitþols, rafleiðni, tæringarvörn eða þreytuafköstum en -byggt yfirborð getur veitt. Málmhúðun fyrir þrívíddarprentaða hluta tekur á þessum eyðum.

Dæmigert eftir-vinnsla hefst með streitulosun og öldrun, fylgt eftir með CNC vinnslu á mikilvægum viðmótum og þéttingarflötum. Eftir það kemur rafskautsmeðferð, efnabreytingarhúð, raflaus nikkel eða önnur loftrýmis-áferð. Nákvæm röð er drifin áfram af rekstrarumhverfi og vottunarkröfum.

Rétt beitt lag lokar gropi á leifum yfirborðs, eykur yfirborðshörku og skapar hindrun gegn raka og ætandi miðlum. Þreytulífið batnar oft áberandi samanborið við ómeðhöndlaða fleti, sem er ástæðan fyrir því að margir-flugirþrívíddarprentaðir íhlutir úr málmifá enn málun eftir vinnslu.

UAV framleiðandi færði Sunhingstones burðarfestingu sem þegar hafði verið fínstillt fyrir CNC en missti samt af massamarkmiðinu undir titringsálagi. Teymið beitti fínstillingu svæðisfræði og innri grindur, prentaði síðan hlutann í AlSi10Mg. Eftir hitameðhöndlun, viðmótsvinnslu og hlífðarhúðun varð fullunnin íhluturinn 27% léttari en uppfyllti allar byggingar- og umhverfiskröfur. Tími frá frystingu hönnunar til fyrsta flugs-tilbúins vélbúnaðar styttist um u.þ.b. 40% samanborið við fyrri fjöl-hluta leið. Sami þrívíddarprentunarframleiðandi úr málmi studdi síðar lítið{10}}magn framleiðslu, sem sýndi að ferlið getur færst úr frumgerð yfir í vottaðan vélbúnað þegar rekjanleiki efnis og ferlistýringar eru til staðar.

Viðskiptahópar sem einbeita sér að yfirborðsfrágangi og geimframleiðslu, þar á meðal umræður undir ESTA regnhlífinni, hafa tekið eftir því að aukefnaferlar séu að færast frá tilraunaáætlunum yfir í framleiðslunotkun. Sambland af -bjartsýni álhluta í toppfræði og viðeigandi eftirvinnslu-, þar með talið málun, er ítrekað nefnd sem hagnýt leið að léttari flugvélbúnaði. Sú viðurkenning endurspeglar vaxandi traust á tækninni þegar gæðakerfum er beitt á réttan hátt.

Verðið eitt og sér er léleg sía. Gagnlegar forsendur eru meðal annars:

AS9100 eða sambærileg fluggæðavottun

Fullt efni og duft rekjanleiki

Stýrð eftir-vinnslugetu (hitameðferð, vinnsla, málun)

Sýnd reynsla af flugi eða flugi-eins og vélbúnaði

Skýr hönnun-fyrir-aukandi leiðbeiningar og sanngjarnan viðsnúning frumgerða

Geta til að fara úr frumgerð yfir í litla-til-meðalstóra framleiðslu, þar með talið heildsöluframboð þegar magn eykst

Þrívíddarprentunarverksmiðja úr málmi sem getur rætt þessi atriði með áþreifanlegum dæmum er líklegri til að afhenda hluta sem uppfylla bæði verkfræði- og tímaáætlunarþarfir.

Ef þú ert að vega 3D prentun úr málmi á móti núverandi léttri loftrýmisíhlut er hagnýta næsta skrefið að deila rúmfræði og frammistöðukröfum með viðurkenndum framleiðanda. Stutt hönnunarskoðun leiðir venjulega í ljós hvort hagræðing staðfræði, grindarbyggingar eða samþjöppun hluta muni skila gagnlegum þyngdar- og tímaáætlunarhagnaði fyrir þann tiltekna hluta.