Trường hợp đầu tiên: Tiền Thành Số 1 01 Ngôi sao
Được phóng bởi Tập đoàn Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ Trung Quốc, tàu vũ trụ Tiền Thành{{0}} đánh dấu một chuẩn mực. Vệ tinh đầu tiên trên thế giới áp dụng công nghệ như vậy, vệ tinh sử dụng cấu trúc toàn sao dựa trên vật liệu ma trận điểm in 3D. Sử dụng công nghệ sản xuất bồi đắp hợp kim nhôm tích hợp, ngôi sao Qian Cheng{2}} được chế tạo với đặc điểm tối thiểu chỉ 0,5mm và hơn 1 triệu đặc điểm cấu trúc mạng tinh thể trên toàn bộ ngôi sao. Phương pháp này không chỉ làm giảm đáng kể trọng lượng của các tòa nhà vệ tinh, do đó thay đổi tỷ lệ trọng lượng từ 20% thông thường xuống dưới 15% mà còn cắt giảm số lượng thành phần và rút ngắn chu trình thiết kế và chuẩn bị.
Việc phóng hiệu quả và hoạt động ổn định của vệ tinh Thiên Thành-1 01 biểu thị rằng sự trưởng thành của công nghệ cấu trúc mạng ba chiều in 3D dành cho các cấu trúc chịu lực chính của tàu vũ trụ đã đạt đến cấp 9, do đó cho thấy rằng hệ thống thực tế đã hoàn thành sứ mệnh của mình một cách hiệu quả . Phương pháp này không chỉ cải thiện độ bền cấu trúc của vệ tinh mà còn cho thấy lợi ích công nghệ của in 3D kim loại trong việc hình thành cấu trúc quy mô lớn, tinh tế và cụ thể.
Trường hợp thứ hai: tên lửa mang chất lỏng "Zhuque-2"
Blue Arrow Aerospace đã phát triển riêng tên lửa mang chất lỏng "Zhuque{0}}" sử dụng động cơ metan oxy lỏng 10 tấn "Tianque" (TQ-11), động cơ tên lửa metan oxy lỏng nhiều vòi phun duy nhất được sử dụng trong Trung Quốc. Các bộ phận chính của động cơ, như buồng đốt và thân máy tạo khí, có cấu trúc bên trong phức tạp và yêu cầu chặt chẽ về hình dạng bên ngoài và độ chính xác của kênh dòng chảy. Trong khi công nghệ in 3D kim loại có thể đạt được sự hình thành tích hợp của các cấu trúc phức tạp, giảm đáng kể chu trình lắp ráp động cơ và cải thiện việc bảo trì động cơ, thì kỹ thuật rèn và hàn truyền thống không thể đáp ứng các tiêu chí công nghệ này.
Blue Arrow Aerospace đã sản xuất hiệu quả các bộ phận quan trọng bao gồm buồng đốt và thân máy tạo khí bằng công nghệ in 3D kim loại với độ chính xác kích thước tính năng tối thiểu là 0.05mm. Điều này làm tăng độ bền kết cấu của động cơ tên lửa cũng như độ tin cậy và hiệu suất của nó. Toàn bộ việc triển khai công nghệ in 3D kim loại trong sản xuất động cơ tên lửa "Zhuque-2" minh họa hoàn toàn những lợi ích đặc biệt của nó trong việc xây dựng cấu trúc phức tạp.
Trường hợp thứ ba: tàu thử nghiệm tàu vũ trụ có người lái thế hệ mới
Ngoài việc hoàn thành thí nghiệm không gian in 3D đầu tiên, tàu thử nghiệm tàu vũ trụ có người lái thế hệ mới còn mang theo cơ chế triển khai CubeStar đầu tiên dựa trên công nghệ in 3D kim loại. Công ty TNHH Công nghệ Starspace (Bắc Kinh) của Tập đoàn Hàng không Thương mại Trung Quốc phát triển thiết bị triển khai và sản xuất thiết bị này bằng kỹ thuật in 3D Platinum Metal. Trọng lượng của thiết bị triển khai in 3D kim loại chỉ bằng một nửa so với hàng hóa gia công cơ khí thông thường và chu trình xử lý đã được rút ngắn từ nhiều tháng xuống còn một tuần, nhờ đó giảm đáng kể trọng lượng thiết kế và tăng cường độ bền kết cấu.
Chuyến bay này đã khẳng định hoàn toàn độ bền cấu trúc, tính chất vật liệu và khả năng thích ứng với môi trường không gian của thiết bị triển khai mới được in 3D CubeSat, từ đó cung cấp dữ liệu và dự trữ kỹ thuật cho ứng dụng quy mô lớn "in 3D+hàng không vũ trụ" và tương lai trong việc phóng lên quỹ đạo và triển khai di động các vệ tinh micro và nano trên trạm vũ trụ. Ngoài việc đáp ứng các tiêu chí phóng và triển khai của vệ tinh khối 3U tiêu chuẩn toàn cầu, nhà triển khai này còn có khả năng phóng hàng trăm vệ tinh bằng một tên lửa, do đó tạo ra những cơ hội mới cho việc sản xuất và triển khai các bộ phận của tàu vũ trụ.
Lợi ích của kim loại in 3D
Những phản ánh chính về lợi ích của công nghệ in 3D kim loại trong sản xuất linh kiện tàu vũ trụ được thể hiện như sau:
Công nghệ in 3D kim loại có thể tối đa hóa cấu trúc in, giảm lãng phí vật liệu, cho phép thiết kế gọn nhẹ cũng như nâng cao hiệu suất và hiệu quả của máy bay.
Công nghệ in 3D kim loại có thể chuyển ngay lập tức các mô hình CAD thành mô hình vật lý, do đó đạt được khả năng sao chép chính xác một-một{2}} cho các cấu trúc phức tạp khó xây dựng bằng kỹ thuật sản xuất thông thường.
Rút ngắn chu kỳ và cắt giảm chi phí: Về cơ bản tránh lãng phí nguyên liệu và thời gian trong quá trình "sản xuất vật liệu bằng nhau và sản xuất trừ", công nghệ in 3D kim loại cung cấp hàng hóa dưới dạng "khác biệt hóa và tích hợp", từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.
Độ tin cậy và hiệu suất mạnh mẽ: Các thành phần hiệu suất cao và rất chính xác được tạo ra bằng in 3D kim loại sẽ cải thiện độ bền và độ tin cậy của kết cấu tàu vũ trụ.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/intake-manifolds-of-metal-additive.html