1 Đánh Giá Về Công Nghệ In 3D Kim Loại
In 3D kim loại, đôi khi được gọi là sản xuất bồi đắp kim loại, là một kỹ thuật trong đó các vật thể ba chiều được tạo ra bằng cách xếp chồng các lớp bột hoặc dây kim loại lên nhau. In 3D kim loại mang lại chi phí sản xuất ít hơn, chu kỳ phát triển ngắn hơn và tự do thiết kế hơn so với đúc, rèn hoặc gia công cơ khí thông thường. Nó có thể được điều chỉnh để phù hợp với nhu cầu thực tế và đạt được sự hình thành tích hợp các hình dạng hình học phức tạp.
Hai ứng dụng nổi bật của công nghệ in 3D kim loại trong sản xuất cánh tuabin máy bay là lắng đọng năng lượng định hướng (DED) và nấu chảy chọn lọc lớp bột (PBF.). Thiêu kết laser kim loại trực tiếp (DMLS), nấu chảy chọn lọc bằng laser (SLM), nấu chảy chùm tia điện tử (EBM), v.v. là một phần của quy trình PBF. Sử dụng tia laser hoặc chùm tia điện tử, họ làm nóng bột kim loại đến điểm nóng chảy nhờ đó đạt được sự xếp chồng từng lớp. Quá trình DED liên tục thêm dây kim loại hoặc bột vào nền tòa nhà sau khi nấu chảy chúng một cách có chọn lọc bằng cách sử dụng chùm tia laze, chùm tia điện tử, plasma hoặc hồ quang làm nguồn nhiệt.
2 In 3D kim loại cải thiện hiệu suất của cánh tuabin máy bay
Cải thiện cấu trúc của lưỡi dao.
Thường có bề mặt dạng tự do phức tạp, cánh tuabin máy bay đòi hỏi độ chính xác chế tạo khá cao. Các dạng lưỡi chính xác và phức tạp hơn được thực hiện nhờ công nghệ in 3D kim loại giúp tối đa hóa hiệu suất khí động học. Kiểm soát chính xác quá trình in cho phép tạo ra các lưỡi dao có kênh làm mát phức tạp và lớp phủ cách điện hiệu quả, do đó tăng cường đáng kể khả năng tản nhiệt và chịu nhiệt độ của chúng.
Ví dụ, đối với các cánh tuabin, GE đã hoàn thành việc thiết kế các bức tường bên ngoài nhiều lớp bằng cách sử dụng công nghệ sản xuất bồi đắp. Cấu trúc này làm tăng khả năng chịu nhiệt độ của các cánh tuabin ban đầu, do đó cải thiện khả năng làm mát của chúng và do đó cải thiện nhiệt độ hoạt động của động cơ. Hiện đang được chú ý nghiên cứu và lợi ích chính của công nghệ in 3D kim loại trong sản xuất cánh tuabin máy bay là phương pháp làm mát không khí hiệu quả hơn này.
Tăng cường hiệu suất vật liệu.
Các vật liệu hợp kim hiệu suất cao như hợp kim titan, hợp kim nhiệt độ cao gốc niken, v.v., có thể được sử dụng trong công nghệ in 3D kim loại. Những vật liệu này có thể chịu được các điều kiện vận hành tuyệt vời và có chất lượng cơ học cũng như khả năng chống oxy hóa vượt trội. Bằng cách kiểm soát chính xác cấu trúc vi mô và kích thước hạt của vật liệu, công nghệ in 3D kim loại giúp phát huy tối đa chất lượng cơ học của chúng.
Các nhà nghiên cứu của MIT đã phát hiện ra rằng việc bổ sung thêm các giai đoạn xử lý nhiệt giúp các hạt mịn của vật liệu in 3D được chuyển đổi thành các hạt “cột” lớn hơn, các cấu trúc vi mô chắc chắn hơn và có thể làm giảm khả năng rão của vật liệu. Sự phát triển này mở ra con đường in 3D công nghiệp các cánh tuabin khí, do đó cho phép các cánh in 3D duy trì được tính linh hoạt và độ bền tốt hơn trong môi trường có nhiệt độ cao.
Nhận biết kiến trúc nhẹ.
Bằng cách tối đa hóa cấu trúc và phân bổ vật liệu của lưỡi dao, công nghệ in 3D kim loại có thể đạt được thiết kế nhẹ và do đó trọng lượng thấp hơn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất. Điều này khá quan trọng đối với hiệu quả bay của máy bay và nâng cao khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Ví dụ, cánh tuabin hợp kim nhôm titan được sản xuất bằng công nghệ in 3D kim loại có trọng lượng gần bằng một nửa so với lưỡi tuabin hợp kim niken thông thường, do đó giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu và chất ô nhiễm.
Cắt giảm chu kỳ phát triển và giảm chi phí.
Nguyên mẫu nhanh chóng và khả năng sản xuất phù hợp nhờ công nghệ in 3D kim loại có thể làm giảm đáng kể chu kỳ phát triển cánh tuabin máy bay. In trực tiếp các thiết kế hình học phức tạp giúp loại bỏ một số quy trình và chi phí khuôn mẫu trong các phương pháp sản xuất thông thường, do đó giảm chi phí sản xuất. Ngoài việc giải quyết các yêu cầu tùy chỉnh cá nhân của ngành hàng không, công nghệ in 3D kim loại cũng có thể đạt được sản xuất hàng loạt nhỏ và đa dạng.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-milling-cutter-tools.html