1: Sự phát triển hiện nay của vật liệu in 3D kim loại
hợp kim ở nhiệt độ cao
Với khả năng chịu nhiệt cao, độ bền cao và khả năng chống rão tốt, hợp kim nhiệt độ cao là thành phần không thể thiếu trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Quá trình in hợp kim nhiệt độ cao đã được cải tiến nhiều trong những năm gần đây khi công nghệ in 3D kim loại phát triển không ngừng. Ví dụ: doanh số thương mại của hợp kim nhiệt độ cao tăng cường phân tán oxit crom coban niken (ODS) GRX-810 do NASA phát triển cùng với Elementum 3D đã đạt được. Trong điều kiện nhiệt độ cao, vật liệu này đã phát triển khả năng chống rão gấp 1000 lần và tăng gấp đôi độ bền cũng như khả năng chống oxy hóa, từ đó mang lại khả năng chế tạo các bộ phận động cơ mỏng hơn và nhỏ hơn.
Hợp kim nhẹ chắc chắn
Cải thiện hiệu suất máy bay trong lĩnh vực hàng không vũ trụ chủ yếu phụ thuộc vào thiết kế nhẹ. Các hợp kim nhẹ và có độ bền cao có thể được sản xuất nhờ công nghệ in 3D kim loại. Cùng với mật độ thấp, các hợp kim này mang lại chất lượng cơ học tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn. Ví dụ: đối với các bộ phận kết cấu và chịu lực trong các ứng dụng hàng không vũ trụ và ô tô, hợp kim nhôm magie scandium giống như Scalmalloy - nổi tiếng với tỷ lệ độ bền trên trọng lượng đặc biệt và là sự lựa chọn hoàn hảo. Các thành phần hợp kim nhẹ và có độ bền cao với dạng hình học phức tạp có thể được sản xuất bằng công nghệ in 3D kim loại, do đó giảm đáng kể trọng lượng của máy bay.
In composite đa vật liệu
Một tiến bộ đáng kể khác trong lĩnh vực in 3D kim loại là in composite đa vật liệu. Công nghệ này cho phép tích hợp nhiều vật liệu vào một thành phần, do đó đáp ứng được nhiều nhu cầu về hiệu suất và chức năng khác nhau. Ví dụ, trong ngành hàng không vũ trụ, kim loại có độ bền cao có thể được in tổng hợp bằng công nghệ in 3D kim loại với kim loại nhẹ, gốm sứ và các vật liệu khác để tạo nên các thành phần cấu trúc phức tạp với khả năng cơ học vượt trội và tính năng nhẹ. Ngoài việc nâng cao hiệu suất của các bộ phận, phương pháp in tổng hợp đa vật liệu này còn giúp giảm chi phí và chu kỳ sản xuất.
2: Những ứng dụng có thể có của in 3D kim loại trong lĩnh vực hàng không vũ trụ
Sản xuất động cơ
Công nghệ in 3D kim loại có khả năng ứng dụng rộng rãi trong sản xuất động cơ hàng không. Hình học phức tạp và các kênh làm mát bên trong cho các bộ phận động cơ bao gồm cánh tuabin, buồng đốt, v.v. có thể được tạo ra bằng phương pháp này. Thông qua thiết kế kết cấu tốt, các bộ phận này không chỉ sở hữu chất lượng cơ học và khả năng chịu nhiệt tuyệt vời mà còn có thể giảm trọng lượng và tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Ngoài ra, công nghệ in 3D kim loại còn được sử dụng để sửa chữa và thay thế động cơ, giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc.
Phát triển các yếu tố cấu trúc
Hơn nữa, rất có lợi cho việc chế tạo các bộ phận kết cấu hàng không là công nghệ in 3D kim loại. Các phần tử kết cấu có dạng hình học phức tạp và các đặc tính nhẹ - chẳng hạn như cánh, thân máy bay, v.v. - có thể được tạo ra bằng công nghệ này. Bằng thiết kế cấu trúc lý tưởng, các bộ phận cấu trúc này không chỉ sở hữu chất lượng cơ học vượt trội và khả năng chống ăn mòn mà còn có thể giảm trọng lượng và nâng cao hiệu suất máy bay. Hơn nữa, việc kéo dài tuổi thọ của máy bay là công nghệ in 3D kim loại, có thể được áp dụng để sửa chữa và thay thế các bộ phận kết cấu.
Nghiên cứu và phát triển máy bay mới
Công nghệ in 3D kim loại giúp ích rất nhiều cho việc nghiên cứu và phát triển máy bay mới. Các thành phần nguyên mẫu có dạng hình học phức tạp và đặc tính nhẹ có thể được sản xuất nhanh chóng để thử nghiệm hiệu suất và thiết kế tối ưu hóa bằng phương pháp này. Ngoài việc rút ngắn chu kỳ nghiên cứu và phát triển máy bay mới, điều này còn giúp giảm chi phí trong các lĩnh vực này. Cải thiện hơn nữa hiệu suất và khả năng thích ứng của máy bay là công nghệ in 3D kim loại, có thể được sử dụng để sản xuất các bộ phận độc đáo cho máy bay mới bao gồm cánh có thể biến dạng, hệ thống điều khiển thích ứng, v.v.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-for-mold-inserts.html