1. Giá trị của công trình nhẹ dành cho tàu vũ trụ.
Làm việc trong môi trường không gian, tàu vũ trụ phải vượt qua lực cản không khí và lực hấp dẫn của Trái đất cùng nhiều chướng ngại vật khác. Thiết kế nhẹ không chỉ làm giảm hiệu quả khối lượng tàu vũ trụ, tiêu thụ năng lượng, hiệu quả vận chuyển và khối lượng thiết kế mà còn giúp kéo dài tuổi thọ của tàu vũ trụ và cắt giảm chi phí phóng. Vì vậy, trọng lượng nhẹ đã trở thành mục tiêu chính trong thiết kế và sản xuất tàu vũ trụ.
2. Tính năng và ưu điểm của kim loại in 3D
In 3D kim loại - còn được gọi là công nghệ sản xuất bồi đắp - lắp ráp các vật thể ba chiều bằng cách xếp chồng từng lớp bột hoặc dây kim loại. So với công nghệ sản xuất trừ thông thường hoặc công nghệ sản xuất vật liệu liên quan, in 3D kim loại có một số lợi thế rõ ràng.
Bằng cách sản xuất các bộ phận có cấu trúc bên trong và hình dạng hình học khó đạt được, công nghệ in 3D kim loại giúp tạo ra các cấu trúc phức tạp. Khả năng này cho phép các nhà thiết kế xây dựng các công trình nhẹ hơn như tổ ong, lưới, v.v., để đạt được trọng lượng nhẹ mà không ảnh hưởng đến hiệu suất cơ học.
Bằng kỹ thuật xếp chồng từng lớp, công nghệ in 3D kim loại cho phép kiểm soát chính xác và sử dụng vật liệu hiệu quả, do đó giảm lãng phí vật liệu. Điều này khá quan trọng vì nó quyết định nên sử dụng bao nhiêu tài nguyên và sản xuất tàu vũ trụ giá rẻ như thế nào.
Bằng cách cho phép thiết kế và sản xuất hội tụ, công nghệ in 3D kim loại rút ngắn đáng kể chu kỳ thời gian từ thiết kế đến sản xuất. Bằng cách chuyển thẳng các mô hình CAD thành mô hình thực, các nhà thiết kế có thể nhanh chóng kiểm tra và xác nhận chúng, từ đó đẩy nhanh quá trình lặp lại và cải tiến thiết kế gọn nhẹ.
Công nghệ in 3D kim loại có thể cung cấp giải pháp nhẹ cho tàu vũ trụ trong nhiều tình huống ứng dụng tùy theo thị hiếu của người dùng. Tính linh hoạt này cho phép tàu vũ trụ sửa đổi nhanh chóng để đáp ứng các nhiệm vụ cụ thể khác nhau và cải thiện hiệu suất chung.
Trường hợp ứng dụng in 3D kim loại trong kết cấu tàu vũ trụ hạng nhẹ
Là một thành phần cần thiết của mọi tàu vũ trụ, hiệu suất của vòi phun động cơ tên lửa ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy và hiệu quả của chuyến bay. Đặc biệt là những loại có kênh làm mát, công nghệ in 3D kim loại có thể tạo ra các hình dạng phức tạp và độ chính xác cao trong vòi phun động cơ. Bằng thiết kế gọn nhẹ, những vòi phun này không chỉ cải thiện độ ổn định và hiệu suất đốt cháy của động cơ mà còn hỗ trợ giảm tổng trọng lượng, nhờ đó nâng cao hiệu quả vận chuyển.
Khung của vệ tinh hỗ trợ khả năng chống lại các áp lực khác nhau và duy trì trạng thái ổn định. Khung vệ tinh nhẹ đảm bảo hiệu suất cơ học bằng các cấu trúc tổ ong phức tạp được sản xuất bằng in 3D kim loại. Hơn nữa, in 3D kim loại có thể cung cấp khả năng tùy chỉnh khung vệ tinh để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của các tàu vũ trụ khác nhau.
Duy trì sự ổn định môi trường bên trong, các vách ngăn của tàu vũ trụ phải chống lại sự biến động của áp suất môi trường và nhiệt độ bên ngoài. Công nghệ in 3D kim loại có thể tạo ra các kết cấu tường cabin có hiệu suất rất chắc chắn và cách nhiệt bằng cấu trúc bên trong và sự phân bổ vật liệu, do đó đạt được trọng lượng nhẹ. Những vách ngăn này giúp giảm tổng trọng lượng của tàu vũ trụ và cải thiện độ tin cậy cũng như độ an toàn của nó.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminum-3d-printing-bike-stem.html