1, Những thách thức kỹ thuật trong in 3D kim loại cho các ứng dụng hàng không
Quy định cấu trúc vi mô và đặc tính vật liệu
Đối với hiệu suất vật liệu - nghĩa là độ bền cao, độ dẻo dai cao, khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng chống ăn mòn, v.v. - lĩnh vực hàng không vũ trụ đòi hỏi các tiêu chuẩn khá chính xác. Nhiều khi trong quá trình in 3D kim loại, cấu trúc vi mô và đặc tính của vật liệu bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố bao gồm thông số in, chất lượng bột và phương pháp xử lý sau. Một trong những thách thức công nghệ chính là kiểm soát chính xác các yếu tố này để có được chất lượng vật liệu đáp ứng các tiêu chí hàng không vũ trụ.
Sản xuất các công trình phức tạp và đảm bảo độ chính xác
Nhiều khi, các thành phần hàng không vũ trụ có dạng hình học phức tạp và các yếu tố cấu trúc chi tiết. In 3D kim loại vẫn gặp khó khăn trong việc đảm bảo độ chính xác và chất lượng bề mặt ngay cả khi nó có thể tạo ra các cấu trúc phức tạp. Các vấn đề bao gồm ứng suất nhiệt và bột tan không đồng đều trong quá trình in có thể gây ra biến dạng, nứt hoặc độ nhám bề mặt kém của các chi tiết.
Kinh tế in ấn và kiểm soát chi phí
Hiệu quả sản xuất và kiểm soát chi phí của các bộ phận đáp ứng tiêu chuẩn khá cao trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Mặc dù in 3D kim loại mang lại khả năng tùy chỉnh cao nhưng tốc độ in của nó hơi chậm và chi phí bảo trì vật liệu và thiết bị rất đáng kể. Trở ngại cơ bản của việc in 3D kim loại trong lĩnh vực máy bay là làm thế nào để tăng hiệu quả in ấn và giảm chi phí đồng thời đảm bảo chất lượng.
Công nghệ xử lý hậu kỳ và kiểm soát chất lượng
Sau khi quá trình in 3D kim loại kết thúc, thường cần một chuỗi các hoạt động xử lý sau bao gồm xử lý bề mặt, xử lý nhiệt, v.v. để nâng cao hiệu suất và chất lượng của các bộ phận. Trong khi đó, các phương pháp xử lý hậu kỳ này đôi khi khó khăn, tốn thời gian và có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của các bộ phận. Một vấn đề trước mắt cần được giải quyết là làm thế nào để tối đa hóa công nghệ xử lý sau và kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt để đảm bảo rằng các bộ phận đáp ứng các tiêu chí của ngành hàng không vũ trụ.
2,In 3D kim loại hàng không vũ trụ: một kế hoạch giải pháp
Cải thiện hiệu suất và nghiên cứu vật liệu
Vật liệu kim loại mới có thể được thiết kế để tối đa hóa thành phần và cấu trúc vi mô của chúng, từ đó giải quyết các thách thức trong việc quản lý các đặc tính vật liệu và cấu trúc vi mô, từ đó nâng cao hiệu suất chung của vật liệu. Đồng thời với cuộc điều tra kỹ lưỡng này về hoạt động của vật liệu trong quá trình in 3D kim loại - bao gồm nóng chảy, hóa rắn, biến đổi pha và ảnh hưởng của các thông số in lên đặc tính vật liệu - để kiểm soát chính xác các yếu tố này và tạo ra các đặc tính vật liệu đáp ứng tiêu chí hàng không vũ trụ,
Quản lý quy trình in và tối ưu hóa độ chính xác
Công nghệ điều khiển chính xác và quy trình in hiện đại cho phép người ta tăng chất lượng bề mặt và độ chính xác khi in bằng cách sử dụng chúng. Ví dụ, để giảm ứng suất nhiệt và biến dạng, hãy tối đa hóa các thông số in bao gồm công suất laser, tốc độ quét, độ dày lớp, v.v.; Giám sát thời gian thực và kiểm soát phản hồi của quá trình in bằng cách sử dụng thiết bị đo lường và phương pháp phát hiện có độ chính xác cao; Phát triển thiết bị in ấn chuyên dụng và vật liệu bột phù hợp cho ngành hàng không vũ trụ nhằm nâng cao hiệu quả và độ chính xác của in ấn.
Tăng sản lượng bản in và cắt giảm chi phí.
Một số chiến lược có thể được thực hiện để nâng cao hiệu quả in ấn và giảm chi phí. Đầu tiên, tốc độ in được tăng lên nhờ các tuyến in hiệu quả và các thông số độ dày lớp cũng như nhiều đầu laser và vòi phun cũng như máy in hiệu quả. Thứ hai, để cắt giảm chi phí nguyên liệu, việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu in mới và công nghệ tái chế bột đang được tiến hành. Hơn nữa, việc triển khai các kỹ thuật sản xuất thông minh và tự động sẽ làm giảm sự tham gia của con người và nâng cao hiệu quả sản xuất. Cuối cùng, thiết lập cơ chế kiểm soát chi phí triệt để để quản lý chặt chẽ một số khoản chi trong quá trình in ấn.
Kiểm soát chất lượng và công nghệ xử lý hậu kỳ để tối đa hóa
Các hành động sau đây có thể giúp giải quyết những thách thức trong công nghệ kiểm soát chất lượng và xử lý hậu kỳ. Đầu tiên, để nâng cao hiệu suất và chất lượng của các bộ phận, tạo ra các công nghệ và công cụ xử lý hậu kỳ chuyên dụng phù hợp với lĩnh vực hàng không vũ trụ, bao gồm các phương pháp xử lý bề mặt như phủ laser và cấy ion. Thứ hai, các công nghệ kiểm tra không phá hủy tiên tiến và các phương pháp kiểm soát chất lượng bao gồm kiểm tra bằng tia X, kiểm tra siêu âm, v.v. được áp dụng để kiểm tra và điều chỉnh toàn diện chất lượng của các bộ phận. Cuối cùng, thiết lập một hệ thống kiểm soát chất lượng kỹ lưỡng và hệ thống truy xuất nguồn gốc để đảm bảo độ tin cậy và chất lượng của các bộ phận.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/modified-racing-car-through-additive.html