1. Sử dụng công nghệ in 3D kim loại trong chế tạo tàu vũ trụ
Sử dụng xếp chồng từng lớp bột hoặc dây kim loại, in 3D kim loại - còn được gọi là sản xuất bồi đắp kim loại - là một phương pháp để xây dựng các cấu trúc ba chiều phức tạp. Công nghệ in 3D kim loại mang lại những lợi ích lớn trong việc chế tạo tàu vũ trụ bao gồm khả năng tự do thiết kế tuyệt vời, độ chính xác sản xuất cao, tiết kiệm vật liệu tuyệt vời và khả năng xây dựng các công trình phức tạp. Đặc biệt trong các bộ phận động cơ, bình chứa nhiên liệu, hệ thống bảo vệ nhiệt và các bộ phận hỗ trợ kết cấu, những lợi ích này đã khiến công nghệ in 3D kim loại được sử dụng rộng rãi trong chế tạo tàu vũ trụ trở nên rất phổ biến.
2. In 3D kim loại có thể cắt giảm mức tiêu thụ nhiên liệu của tàu vũ trụ như thế nào?
Cải thiện kết cấu động cơ.
Các bộ phận của động cơ bao gồm các kênh làm mát bên trong phức tạp và các dạng hình học chính xác - chẳng hạn như cánh tuabin và buồng đốt - có thể được sản xuất bằng công nghệ in 3D kim loại. Những thiết kế phức tạp này giúp cải thiện hiệu suất nhiệt và lực đẩy của động cơ, do đó giảm mức sử dụng nhiên liệu. Ví dụ, độ dày thành mỏng hơn và các kênh làm mát phức tạp hơn được thấy trong các cánh tuabin in 3D bằng kim loại giúp giảm sự thất thoát nhiệt và nâng cao hiệu suất chung của động cơ.
Thiết kế với trọng lượng nhẹ
Việc sử dụng nhiên liệu của tàu vũ trụ bị ảnh hưởng phần lớn bởi trọng lượng của nó. Bằng cấu trúc kết cấu và phân bổ vật liệu để giảm thiểu trọng lượng không cần thiết, công nghệ in 3D kim loại có thể thực hiện được thiết kế nhẹ. Ví dụ, độ dày thành mỏng hơn và hình thức phức tạp hơn nhờ công nghệ in 3D kim loại giúp giảm trọng lượng mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của các bồn chứa xăng được sản xuất. Hơn nữa, in 3D kim loại còn có thiết kế tích hợp, kết hợp nhiều bộ phận thành một thực thể, do đó giảm trọng lượng và số lượng đầu nối.
Nâng cao độ chính xác sản xuất và cắt giảm chất thải vật liệu.
Độ chính xác và khả năng tái tạo cao của công nghệ in 3D kim loại giúp kiểm soát chính xác mức tiêu thụ nguyên liệu trong suốt quá trình sản xuất. Bằng cách giúp cắt giảm lãng phí nguyên vật liệu và tỷ lệ hàng lỗi trong quá trình sản xuất, điều này giúp giảm chi phí sản xuất và sử dụng nhiên liệu. Hơn nữa, công nghệ in 3D kim loại còn có thể sản xuất theo yêu cầu, tức là tạo ra số lượng linh kiện cần thiết dựa trên nhu cầu thực tế, từ đó ngăn ngừa tình trạng sản xuất thừa và tồn đọng hàng tồn kho.
Cơ chế bảo vệ nhiệt mới
Trong quá trình bay, tàu vũ trụ phải chịu được nhiệt độ và áp suất khá cao. Các hệ thống bảo vệ nhiệt có dạng hình học phức tạp và cấu trúc nhiều lớp nhờ công nghệ in 3D kim loại có thể hấp thụ và phân phối nhiệt thành công hơn, do đó bảo vệ tàu vũ trụ khỏi bị hư hại ở nhiệt độ cao. Giảm tổn thất nhiệt và tiêu thụ năng lượng của tàu vũ trụ trong quá trình bay bằng thiết kế tối ưu của hệ thống bảo vệ nhiệt giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
Tăng cường độ tin cậy và độ bền.
Độ tin cậy và độ bền cao hơn của các bộ phận có thể được tạo ra bằng công nghệ in 3D kim loại. Chất lượng cơ học tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn có thể được đảm bảo bằng cách kiểm soát chính xác các thông số và lựa chọn vật liệu trong suốt quá trình sản xuất. Điều này làm giảm tỷ lệ hỏng hóc và chi phí bảo trì tàu vũ trụ trong chuyến bay, do đó tăng tuổi thọ hoạt động của chúng và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/hydraulic-comComponents-by-3d-printing.html