1, Công nghệ in 3D kim loại: nguyên lý và lợi ích
Bốn phương pháp cơ bản xác định công nghệ in 3D kim loại: lắng đọng năng lượng trực tiếp, ép đùn vật liệu, phun keo, phản ứng tổng hợp bột (bao gồm DMLS, SLM và EBM). Bằng một số kỹ thuật, những công nghệ này chuyển đổi bột hoặc dây kim loại thành các bộ phận rắn, do đó có được sự chuyển giao suôn sẻ từ mô hình máy tính sang vật phẩm thực.
Sự nấu chảy bột kim loại bằng tia laser hoặc tia điện tử tạo ra khung kim loại dày đặc. Trong khi SLM (Nung chảy bằng Laser có chọn lọc) và EBM (Nung chảy bằng chùm tia điện tử) có thể tạo ra các thành phần kim loại bền hơn và đậm đặc hơn, DMLS (Thiêu kết Laser kim loại trực tiếp) có thể chế tạo mọi thứ trên thực tế bằng bất kỳ hợp kim kim loại nào.
Sử dụng công nghệ in phun để bôi keo lên nền bột kim loại sẽ đông cứng lại và xếp chồng lên nhau từng lớp để tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh. Với ít hạn chế về hình dạng hình học hơn, phương pháp này có thể in số lượng lớn.
Đùn bột hoặc dây kim loại và làm nóng chảy ngay lập tức bằng năng lượng lớn - chẳng hạn như hồ quang plasma, tia laser hoặc chùm tia điện tử - đạt được sự lắng đọng nhanh chóng. Kỹ thuật này rất thích hợp để cải thiện và sửa chữa chức năng của thành phần kim loại.
Ép đùn vật liệu: phù hợp cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ và sản xuất hàng loạt nhỏ, in 3D bằng dây kim loại. Mặc dù đặc tính cơ học của nó không thể tốt bằng công nghệ nhiệt hạch giường bột nhưng nó ít tốn kém hơn và dễ vận hành hơn.
Khả năng của công nghệ in 3D kim loại trong việc tạo ra các thành phần hình học phức tạp, đạt được thiết kế nhẹ, đồng thời duy trì độ bền cao và khả năng chịu nhiệt độ cao đánh dấu lợi ích của nó. Tính năng lặp lại nhanh của nó cũng mang lại sự dễ dàng to lớn cho việc tối ưu hóa thiết kế.
2, In 3D kim loại ứng dụng trong bảo trì linh kiện hàng không vũ trụ
Sản xuất linh kiện thay thế nhanh chóng
Trong quá trình hoạt động lâu dài, các bộ phận của phương tiện hàng không dễ bị mài mòn và hư hỏng là điều khó tránh khỏi. Mặc dù công nghệ in 3D kim loại có thể nhanh chóng tạo ra các bộ phận thay thế cần thiết trong một khoảng thời gian giới hạn, nhưng các kỹ thuật thay thế truyền thống có thể yêu cầu thời gian chờ đợi đáng kể để sản xuất và vận chuyển các bộ phận thay thế. Ví dụ, công ty máy bay Saab của Thụy Điển đã vượt qua các chuyến bay thử nghiệm thực tế và sản xuất hiệu quả cửa cabin máy bay chiến đấu bằng công nghệ in 3D. Khả năng phản ứng nhanh này làm tăng tính sẵn có của các phương tiện hàng không và giảm đáng kể chu kỳ bảo trì.
sửa chữa chính xác các khoảng trống bị hỏng.
Các phương tiện hàng không vũ trụ cũng có thể sửa chữa chính xác các bộ phận bị hỏng nhờ công nghệ in 3D kim loại. Việc sửa chữa hoàn hảo có thể đạt được bằng cách trước tiên soạn thảo kế hoạch sửa chữa, sau đó đặt chính xác vật liệu sửa chữa lên vùng bị hư hỏng bằng công nghệ in 3D sau khi quét dữ liệu 3D của các bộ phận bị hỏng. Cùng với việc tăng độ chính xác sửa chữa, phương pháp này giúp giảm chi phí sửa chữa. Ví dụ, để bảo trì máy bay tư nhân, Giải pháp Quản lý Cabin đã sản xuất các giải pháp thay thế cho một số bộ phận đã ngừng sản xuất, bao gồm bảng công tắc và bảng điều khiển nhiệt độ bằng công nghệ in 3D.
Tối ưu hóa thiết kế linh kiện: Các linh kiện hàng không vũ trụ cũng có thể được thiết kế bằng công nghệ in 3D kim loại. Các nhà thiết kế có thể nhanh chóng phát triển các nguyên mẫu có dạng hình học phức tạp và thực hiện thử nghiệm và xác minh bằng công nghệ in 3D. Điều này giúp nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của thử nghiệm bên cạnh việc cắt giảm thời gian thiết kế và tạo mẫu. Đồng thời với những phát triển này là công nghệ in 3D kim loại, có thể nhanh chóng xây dựng các thành phần cần thiết, nhanh chóng sửa đổi kế hoạch thiết kế và sản xuất để đáp ứng nhu cầu thực tế, đồng thời cho phép sản xuất theo yêu cầu và tùy chỉnh cá nhân hóa. Ví dụ, đối với động cơ và hệ thống kiểm soát môi trường, máy bay siêu thanh XB-1 tận dụng tối đa các thành phần hợp kim titan in 3D.
chi phí bảo trì thấp hơn
Chi phí bảo trì thấp hơn của công nghệ in 3D kim loại trong bảo trì linh kiện hàng không vũ trụ cũng là một lợi ích đáng kể khác. Trong khi công nghệ in 3D kim loại có thể cắt giảm đáng kể thời gian tồn kho phụ tùng và thời gian sửa chữa bằng cách sản xuất chính xác các bộ phận thay thế và sửa chữa các khu vực bị hư hỏng, nhờ đó giảm chi phí bảo trì, kỹ thuật sửa chữa truyền thống đôi khi đòi hỏi một lượng lớn nhân lực, vật liệu và đầu tư tài chính. Hơn nữa, công nghệ in 3D kim loại có thể được áp dụng để tạo ra các công cụ và thiết bị bảo trì, do đó cung cấp cho các phi hành gia những công cụ cụ thể cần thiết để nâng cao chất lượng và hiệu quả bảo trì.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-integral-pump-impeller.html