Tại sao các bộ phận hàng không vũ trụ phức tạp lại hoàn hảo cho in 3D?

Các bộ phận hàng không vũ trụ phức tạp với các kênh bên trong, cấu trúc lưới và hình học được tối ưu hóa-cấu trúc liên kết thường đẩy gia công CNC truyền thống đến giới hạn của nó - lãng phí vật liệu cao, nhiều thiết lập, thời gian thực hiện dài và các thiết kế bị tổn hại hoặc trở nên cực kỳ tốn kém. Hướng dẫn này giải thích tại sao In 3D hợp kim nhômthông qua Công nghệ nấu chảy bằng laze có chọn lọc (SLM) đã trở thành một giải pháp thiết thực để sản xuất các Linh kiện in 3D bằng kim loại trong những tình huống này. Nó đề cập đến những hạn chế thực sự của gia công thông thường, cách SLM hoạt động và sự tự do trong thiết kế mà nó cho phép, lý do tại sao AlSi10Mg dẫn đầu trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, các đặc tính cơ học điển hình,-ví dụ điển hình trong thế giới thực, so sánh rõ ràng về chi phí và thời gian thực hiện cũng như các điều kiện cụ thể mà in 3D kim loại hoạt động tốt hơn CNC.

CNC vẫn xuất sắc ở nhiều bộ phận. Tuy nhiên, đối với các hình học hàng không vũ trụ cực kỳ phức tạp, những hạn chế trở nên rõ ràng:

Quyền truy cập công cụ giới hạn các tính năng nội bộ. Các kênh sâu hoặc các mạng kín thường buộc bộ phận phải được tách ra và lắp ráp sau đó.

Tỷ lệ mua-để{1}}bay từ 10:1 đến 20:1 là phổ biến. Trong thực tế, điều đó thường có nghĩa là 85–95% phôi được chuyển thành phoi.

Nhiều thiết lập sẽ làm tăng cả chi phí lẫn rủi ro về dung sai chồng lên nhau-.

Thời gian thực hiện kéo dài khi lập trình, cố định và vận hành tuần tự tích lũy.

Khi chính hình học cản trở quá trình này, dự án sẽ được thiết kế lại xung quanh các giới hạn sản xuất hoặc trở nên tốn kém không cần thiết.

Công nghệ nấu chảy bằng laser có chọn lọc xây dựng từng lớp chi tiết từ bột kim loại. Tia laser công suất cao-làm tan chảy hoàn toàn bột theo dữ liệu CAD được cắt lát. Bột không sử dụng được thu hồi, đó là lý do tại sao việc sử dụng nguyên liệu cao hơn nhiều so với các phương pháp trừ.

Những lợi ích thiết thực hiện lên nhanh chóng:

Các kênh làm mát hoặc chất lỏng bên trong có thể được đặt chính xác ở nơi hiệu suất yêu cầu.

Các phần rắn có thể được thay thế bằng các cấu trúc dạng lưới hoặc dạng hồi chuyển để giữ được độ cứng trong khi cắt khối lượng.

Các cụm lắp ráp thường có thể được hợp nhất thành một phần duy nhất, loại bỏ các ốc vít và đường dẫn rò rỉ tiềm ẩn.

Đây là lý do các kỹ sư ngày càng tìm kiếm những người có kinh nghiệmNguyên mẫu in 3D SLMnhà máy khi hình dạng bộ phận là hạn chế chính.

AlSi10Mg vẫn là hợp kim phù hợp cho hầu hết các ứng dụng hàng không vũ trụ của In 3D bằng hợp kim nhôm. Nó cung cấp sự kết hợp mạnh mẽ giữa tỷ lệ cường độ-trên-trọng lượng, tính dẫn nhiệt và khả năng in.

Tính chất cơ học điển hình của SLM AlSi10Mg

Hiệu suất mỏi là đủ cho nhiều cấu trúc thứ cấp và dấu ngoặc khi việc kiểm soát quy trình và xử lý hậu kỳ được xử lý chính xác. Các khung chứng nhận từ NASA, EASA và các hiệp hội ngành tiếp tục hoàn thiện, mang lại cho các nhà sản xuất đủ tiêu chuẩn một lộ trình rõ ràng hơn trong việc sử dụng hàng không vũ trụ.

Một khách hàng hàng không vũ trụ gần đây đã đến gặp chúng tôi với một bộ phận cấu trúc bằng nhôm bao gồm các tính năng lưới bên trong và các rãnh phù hợp. Báo giá gia công truyền thống cho thấy thời gian thực hiện dài và lãng phí vật liệu cao. Thiết kế sẽ yêu cầu nhiều thiết lập và vẫn có nguy cơ bị phế liệu.

Chúng tôi đã sản xuất bộ phận bằng AlSi10Mg bằng SLM. Kết quả:

Sản xuất hình dạng đơn-gần{1}}lưới{2}}thay vì gia công nhiều-thiết lập

Thời gian thực hiện giảm từ ước tính 7-9 tuần (tuyến CNC) xuống còn khoảng 2,5 tuần, bao gồm cả-xử lý sau và kiểm tra

Giảm trọng lượng đáng chú ý nhờ thiết kế dạng lưới, điều này không thực tế đối với máy móc

Năng suất-vượt qua lần đầu cao sau khi xử lý nhiệt và hoàn thiện tiêu chuẩn

Khách hàng đã chuyển từ thảo luận thiết kế lại sang phần cứng chức năng mà không buộc phải thỏa hiệp lớn về hình dạng ban đầu. Đây là kết quả thực tế mà hầu hết các nhóm đang tìm kiếm khi họ tìm kiếm một giải pháp đáng tin cậy.Linh kiện in 3D kim loạinhà sản xuất.

In 3D kim loại không tự động tốt hơn hoặc rẻ hơn. Nó hoạt động tốt nhất trong các điều kiện cụ thể. Sự so sánh dưới đây phản ánh các kết quả điển hình mà chúng ta thấy trên các hình học hàng không vũ trụ phức tạp:

CNC vs SLM cho các bộ phận hàng không vũ trụ phức tạp

Các bộ phận lăng trụ đơn giản với khối lượng lớn hơn vẫn ưa chuộng CNC. Các phương pháp kết hợp - in một-hình dạng lưới và hoàn thiện-chỉ gia công các bề mặt quan trọng - thường mang lại kết quả tổng thể tốt nhất.

Nếu bạn có một bộ phận phức tạp đang gây ra vấn đề với các nhà cung cấp hiện tại, hãy gửi bản vẽ. Chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn đánh giá trực tiếp xem liệu nhôm SLM có phải là con đường tốt hơn hay không - bao gồm khả năng sản xuất, đặc tính mong đợi, thời gian thực hiện và chi phí - mà không có sự lạc quan không cần thiết.

Sunhingstones tập trung vào Linh kiện in 3D bằng kim loại cho ngành hàng không vũ trụ và các ứng dụng đòi hỏi khắt khe khác. Hãy liên hệ với chúng tôi khi bản thân hình học là hạn chế chính.