1. tìm thấy sự kết hợp lý tưởng giữa độ bền và khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ.
Bởi vì lớp phủ oxit giàu crom hình thành trên bề mặt của nó, thép không gỉ là chất kim loại có khả năng chống ăn mòn lớn và độ bền cao. Trong ngành hàng không vũ trụ, thép không gỉ không chỉ được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận quan trọng như thùng chứa áp suất cao và vỏ động cơ mà còn trở thành vật liệu cần thiết trong chế tạo tàu vũ trụ nhờ tính dẻo và khả năng hàn tốt.
Do khả năng định dạng bột tuyệt vời, kỹ thuật chuẩn bị dễ dàng và chi phí rẻ, thép không gỉ đã phát triển thành một trong những vật liệu đầu tiên được sử dụng trong in 3D kim loại. Bằng cách sử dụng các công nghệ in 3D bao gồm nấu chảy laser có chọn lọc (SLM), thép không gỉ có thể được sản xuất để tạo ra các bộ phận có dạng hình học phức tạp và cấu trúc tinh tế, do đó nâng cao tính tự do trong thiết kế và độ chính xác trong sản xuất của tàu vũ trụ.
Điều quan trọng đối với hoạt động lâu dài của tàu vũ trụ trên quỹ đạo là độ bền cao và khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ giúp nó duy trì sự ổn định trong các điều kiện khắt khe. Đồng thời, chất lượng hàn và gia công nhựa của thép không gỉ khiến nó trở thành vật liệu được lựa chọn để kết nối và sửa chữa trong chế tạo tàu vũ trụ.
2. Một mẫu nhẹ và hiệu suất cao là hợp kim titan.
Được làm từ nguyên tố titan và các nguyên tố kim loại khác như nhôm, vanadi, v.v., hợp kim titan là một chất kim loại có độ bền cao, mật độ thấp và khả năng chống ăn mòn vượt trội. Do những phẩm chất đặc biệt của chúng, hợp kim titan được sử dụng rất nhiều trong ngành hàng không vũ trụ trong việc sản xuất các bộ phận quan trọng như khung máy bay và các bộ phận động cơ.
Mặc dù mật độ của hợp kim titan chỉ bằng một nửa so với thép không gỉ nhưng độ bền của nó khiến nó trở thành vật liệu hoàn hảo để chế tạo tàu vũ trụ hạng nhẹ. Do đó, hợp kim titan phù hợp để sử dụng trong các điều kiện đòi hỏi khắt khe vì nó chống lại các môi trường ăn mòn bao gồm axit và kiềm khá mạnh.
Việc sản xuất phụ gia hợp kim titan hiện có thể thực hiện được bằng công nghệ in 3D. Có thể sản xuất các cấu trúc phức tạp và các thành phần hợp kim titan hiệu suất vượt trội sử dụng công nghệ in 3D, bao gồm giá đỡ động cơ, hệ thống treo, v.v.. Những bộ phận này không chỉ tăng độ tin cậy và hiệu suất của tàu vũ trụ mà còn giúp giảm chi phí và chu kỳ sản xuất.
Hơn nữa, rất hữu ích trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cấy ghép y tế, khả năng tương thích sinh học của hợp kim titan cũng đảm bảo khớp nhân tạo, cấy ghép nha khoa, v.v. có thể được sản xuất bằng công nghệ in 3D bằng cách sản xuất cấy ghép hợp kim titan khá phù hợp với cấu trúc xương của bệnh nhân. Những bộ phận cấy ghép này có tỷ lệ xảy ra sự cố tối thiểu, tuổi thọ dài hơn và khả năng tương thích sinh học vượt trội.
3. Biểu tượng của sự nhẹ, sức mạnh lớn và được sử dụng rộng rãi là hợp kim nhôm.
Một vật liệu hợp kim nhẹ và bền được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không vũ trụ là hợp kim nhôm. Thường được sử dụng trong việc xây dựng các bộ phận kết cấu bao gồm thân máy bay, vỏ và cửa cabin, nó có độ bền riêng lớn và khả năng xử lý vượt trội.
Chất lượng nhẹ của hợp kim nhôm làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng được sử dụng trong việc chế tạo tàu vũ trụ. Các thành phần hợp kim nhôm có hình dạng hình học phức tạp và cấu trúc tinh tế - chẳng hạn như tản nhiệt, linh kiện điện và các vật dụng khác cần quản lý nhiệt tốt - có thể được sản xuất bằng công nghệ in 3D. Các bộ phận này không chỉ tăng hiệu suất của tàu vũ trụ mà còn giúp giảm chi phí và chu kỳ sản xuất .
Hợp kim nhôm cũng thực sự hữu ích trong việc chế tạo tàu vũ trụ vì nó có khả năng chống ăn mòn mạnh và khả năng xử lý đơn giản. Hợp kim nhôm nhẹ với hiệu suất được cải thiện có thể được tạo ra bằng các kỹ thuật sản xuất sáng tạo như luyện kim bột và tạo hình phun, do đó giúp đáp ứng nhu cầu về trọng lượng nhẹ và hiệu suất cao trong tàu vũ trụ.
Kỹ thuật sản xuất phụ gia của hợp kim nhôm đang phát triển dần dần trong công nghệ in 3D. Các đặc tính cơ học tuyệt vời và chất lượng bề mặt của các thành phần hợp kim nhôm có thể được sản xuất bằng công nghệ in 3D như nấu chảy bằng laser chọn lọc (SLM) và nấu chảy bằng chùm tia điện tử (EBM). Những bộ phận này không chỉ làm tăng độ tin cậy và hiệu suất của tàu vũ trụ mà còn giúp giảm chi phí và chu kỳ sản xuất.
4. Phương pháp tiếp cận công nghệ in 3D kim loại tích hợp
Trong ngành hàng không vũ trụ, công nghệ in 3D kim loại chủ yếu tích hợp tối ưu hóa thiết kế, lựa chọn và chuẩn bị vật liệu, kiểm soát quá trình in và xử lý hậu kỳ.
Trước hết, việc triển khai công nghệ in 3D kim loại trong lĩnh vực hàng không vũ trụ phụ thuộc vào việc tối ưu hóa thiết kế. Người ta có thể đạt được trọng lượng nhẹ và hiệu suất cao bằng cách tối đa hóa thiết kế kết cấu. Đồng thời, công nghệ in 3D kim loại mang lại khả năng sản xuất các dạng hình học phức tạp và cấu trúc tinh tế, do đó cho phép chế tạo tàu vũ trụ theo yêu cầu riêng.
Thứ hai, cơ sở của việc ứng dụng công nghệ in 3D kim loại trong lĩnh vực hàng không vũ trụ là lựa chọn và chuẩn bị nguyên liệu. Do những phẩm chất đặc biệt của chúng, các vật liệu kim loại bao gồm hợp kim nhôm, hợp kim titan và thép không gỉ được ứng dụng rộng rãi trong việc chế tạo tàu vũ trụ. Về khâu chuẩn bị nguyên liệu, phải đảm bảo phân bổ kích thước hạt, độ tinh khiết và các đặc tính khác của bột đáp ứng các tiêu chí của công nghệ in 3D.
Một lần nữa, công dụng chính của công nghệ in 3D kim loại trong lĩnh vực hàng không vũ trụ là kiểm soát quá trình in. Sự nóng chảy và đông đặc chính xác của bột kim loại có thể đạt được bằng các thông số khác nhau bao gồm công suất laser và tốc độ quét, từ đó tạo ra các bộ phận có chất lượng cơ học và chất lượng bề mặt tuyệt vời. Hơn nữa, cần thiết để đảm bảo sự ổn định và độ tin cậy của quá trình in đồng thời là giám sát và kiểm soát thời gian thực các trường nhiệt độ và ứng suất trong quá trình sản xuất.
Trong ngành hàng không vũ trụ, xử lý hậu kỳ cuối cùng là một giai đoạn quan trọng của ứng dụng công nghệ in 3D kim loại. Bằng các kỹ thuật xử lý sau như xử lý cơ học và xử lý nhiệt, hiệu suất linh kiện và chất lượng bề mặt có thể được cải thiện hơn nữa. Đồng thời với việc này là quá trình kiểm tra và thử nghiệm thành phần nghiêm ngặt để đảm bảo chúng đáp ứng các tiêu chí sử dụng cho tàu vũ trụ.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printed-vaping-inserts-for-injection.html