Apakah pencetakan 3D logam telah diterapkan pada cetakan luar angkasa?

1. Kemampuan beradaptasi teknologi: mengatasi hambatan fisik dan finansial dalam produksi konvensional
Cetakan luar angkasa harus memiliki desain saluran yang rumit,-perlakuan permukaan dengan presisi tinggi, struktur ringan, dan kemampuan menahan kondisi keras. Teknologi pencetakan 3D logam memenuhi semua kebutuhan ini dengan fitur-fitur berikut:
Desain saluran pendingin yang pas
Sistem pendingin cetakan pada umumnya menggunakan teknologi pengeboran, namun dibatasi oleh struktur cetakan. Hal ini dapat menimbulkan masalah pendinginan yang tidak merata yang dapat menyebabkan titik panas. Pencetakan 3D logam dapat menempel pada rongga cetakan dengan menggunakan optimasi topologi untuk membangun saluran pendingin dalam bentuk apa pun. Misalnya, Teknologi Platinum membuat cetakan tabung tikungan pengapian untuk Blue Arrow Aerospace yang menggunakan jalur air konformal untuk memotong siklus pencetakan injeksi sebesar 35%. Tingkat sertifikasi produk telah meningkat dari 85% menjadi 96%. Teknik semacam ini dapat menurunkan konsentrasi tegangan termal dalam cetakan untuk bilah mesin pesawat terbang dan membuat cetakan bertahan lebih lama.
Permukaan{0}}presisi tinggi dan integrasi fungsional
Cetakan luar angkasa memerlukan permukaan yang sangat halus, dan pencetakan 3D logam dapat memperoleh permukaan dengan kekasaran Ra Kurang dari atau sama dengan 0,8 μm dengan mengubah daya laser, metode pemindaian, dan sifat bubuk. Misalnya, cetakan sambungan pinggul paduan titanium yang dibuat oleh printer Platinum A160 memiliki struktur mikropori pada permukaannya (dengan porositas 60% hingga 80%) yang langsung memenuhi standar biokompatibilitas, sehingga tidak diperlukan pemolesan setelah pencetakan. Selain itu, pencetakan 3D logam dapat mencetak lebih dari satu bahan sekaligus. Misalnya, Laser Luminescence membuat cetakan ruang dorong multi-bahan paduan suhu tinggi tembaga yang menambahkan lapisan penguat GH4169 ke permukaan substrat tembaga menggunakan teknologi pelapisan laser. Ini menyeimbangkan konduktivitas termal dan kekuatan struktural.
Ringan dan Optimasi Topologi
Untuk menghemat energi dan membuat transportasi lebih efisien, cetakan luar angkasa harus dibuat seringan mungkin namun tetap kuat. Arsitektur kisi biomimetik dan penguat berdinding tipis-dapat membantu pencetakan 3D logam menghemat lebih dari 30% beratnya. Misalnya, Teknologi Platinum membuat cetakan cetak 3D untuk konstruksi satelit tertentu yang menggunakan desain kisi. Desain ini mengurangi bobot sebesar 40% namun tetap kuat. Ini telah berhasil digunakan pada proyek satelit pencetakan 3D terbesar di Tiongkok di luar angkasa.
Membuat perubahan dengan cepat dan dalam jumlah kecil
Pembuatan cetakan tradisional membutuhkan waktu beberapa bulan untuk membuka cetakan, sedangkan pencetakan 3D logam dapat dengan cepat mengganti model cetakan menggunakan opsi "pencetakan satu klik". Hal ini penting untuk produk luar angkasa karena siklus iterasinya pendek. Misalnya, peralatan pencetakan 3D Wisconsin dapat mencetak dengan beberapa laser secara bersamaan. Metode ini dapat menghasilkan 200 buah per hari dan biaya per buahnya 40% lebih murah dibandingkan metode tradisional. Hal ini sangat mempercepat siklus penelitian dan pengembangan mesin roket baru.
2. Kasus penggunaan umum: mencakup segala hal mulai dari komponen utama hingga keseluruhan rantai industri
Teknologi pencetakan 3D logam telah diterapkan ke banyak bidang penting cetakan luar angkasa, menciptakan solusi proses lengkap mulai dari verifikasi desain hingga produksi massal:
Cetakan untuk bagian-bagian mesin
Pencetakan 3D logam sering digunakan untuk membuat cetakan bagian-bagian penting seperti bilah turbin dan ruang bakar pada mesin pesawat. Cetakan tabung tikungan pengapian mesin YF-75DA, yang dibuat oleh Platinum dan Blue Arrow Aerospace bekerja sama, mengurangi risiko retak yang timbul dengan metode pengelasan standar dengan menggunakan pembentukan terintegrasi. Hal ini membuat cetakan bertahan lebih dari 50% lebih lama. GE Aviation juga menggunakan pencetakan 3D logam untuk membuat cetakan nozel bahan bakar, sehingga mengurangi separuh waktu pengiriman dan biaya sebesar 30%.
Cetakan untuk bagian struktural pesawat ruang angkasa
Pembuatan cetakan untuk bagian struktur besar seperti satelit dan bagian roket membutuhkan bahan yang sangat kuat dan ukurannya yang presisi. Peralatan laser LiM-X650 mencetak cetakan untuk area tertentu pada kompartemen roket. Ini terdiri dari paduan aluminium yang kuat dan ringan. Optimalisasi topologi meningkatkan kinerja struktural, dan struktur kisi lokal dikembangkan untuk menghilangkan bagian tambahan dan memenuhi kriteria ringan. Cetakan tersebut telah berhasil digunakan untuk membuat inti roket Chang Ba Jia tahap kedua, yang sangat mempercepat proses produksi.
Cetakan untuk pertukaran panas dan kehilangan panas
Peralatan luar angkasa bekerja dalam kondisi yang sangat keras, dan cetakan pembuangan panas memiliki standar kinerja yang sangat ketat. Cetakan sirip pembuangan panas tembaga murni yang dibuat oleh Teknologi Platinum memiliki ketebalan gradien 0,5 mm hingga 1 mm. Hal ini, ditambah dengan konduktivitas termal yang tinggi dari tembaga murni, membuatnya 40% lebih efisien dalam menghilangkan panas dibandingkan cetakan biasa. Orang-orang telah banyak menggunakan cetakan semacam ini di tempat-tempat seperti ruang dorong mesin roket dan sistem kontrol termal satelit.
Memperbaiki dan memproduksi ulang cetakan
Memperbaiki keausan jamur atau retakan pada peralatan dirgantara setelah digunakan dalam waktu lama membutuhkan biaya yang besar. Dengan menggunakan rekayasa balik, pencetakan 3D logam dapat dengan cepat membuat salinan rongga cetakan. Itu juga dapat memperbaiki kerusakan lokal dengan menggunakan teknik pencetakan cangkok. Misalnya, sistem pencangkokan otomatis untuk suku cadang dari sistem Platinum memiliki akurasi pencangkokan 0,05 mm, sehingga menghemat biaya perbaikan hingga setengahnya dibandingkan metode sebelumnya dan mempercepat siklus perbaikan sebesar 70%.
3. Menciptakan ekosistem industri: dari kemajuan teknologi yang besar hingga pemanfaatan yang besar
Meluasnya penggunaan pencetakan 3D logam dalam bisnis cetakan dirgantara adalah hasil dari ide-ide baru yang datang dari rantai industri atas dan bawah.
Ide-ide baru untuk alat dan bahan
Bolite dan Huashu High Tech adalah dua perusahaan domestik yang telah merilis beberapa-printer 3D logam kelas industri yang dapat membuat objek berukuran besar,-multi{2}}material, dan-presisi tinggi. Misalnya, Platinum BLT-S1500 dilengkapi sistem pemindaian sinkron 26-laser yang dapat mencetak 10 kali lebih cepat dibandingkan peralatan laser tunggal{15}}standar dan membuat komponen luar angkasa dengan diameter 1,5 meter. Xi'an Sailong Metal telah membuat bubuk paduan titanium berbentuk bola yang 30% lebih mudah mengalir, yang berarti dapat dicetak dengan lebih akurat. Peralatan MT800H AVIC Maite dapat mencetak paduan suhu tinggi berbasis nikel untuk memenuhi kebutuhan komponen ujung panas mesin.
Menetapkan standar dan mengoptimalkan proses
Sektor kedirgantaraan memiliki kriteria kualitas cetakan yang sangat tinggi dan perlu menetapkan pedoman yang ketat tentang bagaimana proses dijalankan. Misalnya, perpustakaan proses cerdas Platinum Technology menggabungkan lebih dari 100.000 set parameter material dan memudahkan untuk menemukan solusi pencetakan terbaik hanya dengan satu klik. Solusi-pencetakan 3D logam kelas industri yang dibuat oleh Huashu High Tech dan Siemens menggunakan analisis penggabungan bidang multi-fisika untuk menemukan jalur pencetakan terbaik dan menurunkan risiko deformasi. Selain itu, perusahaan-perusahaan di AS secara aktif terlibat dalam pembuatan standar internasional seperti ISO/ASTM, yang mendorong penggunaan teknologi dengan cara yang terstandarisasi.
Cara baru untuk memberikan layanan
Perusahaan percetakan 3D logam berubah dari "pemasok peralatan" menjadi "penyedia layanan siklus hidup penuh". Misalnya, Bolite menggunakan platform IoT untuk memperingatkan pelanggan tentang masalah peralatan, mendiagnosisnya dari jauh, dan mengirimkan suku cadang kepada mereka. Pelanggan mereka berasal dari industri seperti manufaktur dirgantara dan otomotif. Huashu High Tech telah menciptakan model pengiriman "perangkat keras+perangkat lunak+layanan" yang lengkap untuk membantu pelanggan mengatasi tantangan teknis.