Karena sektor pesawat terbang merupakan sektor intensif teknologi tinggi, kinerja komponen logam sangat menentukan kinerja peralatan premiumnya. Seiring dengan dikembangkannya mesin penerbangan baru, pesawat besar, kendaraan peluncuran generasi baru, dan produk luar angkasa lainnya, serta material baru, kebutuhan teknologi manufaktur juga berubah. Dalam hal ini, pencetakan 3D logam—khususnya pencetakan 3D paduan aluminium—telah mengubah sektor kedirgantaraan secara mendasar.
1 Penerapan paduan aluminium di sektor dirgantara: latar belakang
Karena kekuatan spesifiknya yang besar—yaitu, rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi—kualitas termal yang sangat baik—yaitu, penyerapan panas yang rendah—dan ketahanan terhadap korosi, paduan aluminium telah banyak diterapkan di sektor kedirgantaraan. Dengan kesulitan teknis yang tinggi, tunjangan pemrosesan material yang besar, tingkat pemanfaatan yang buruk, siklus produksi yang panjang, dan biaya yang tinggi, prosedur manufaktur tradisional yang mencakup pengecoran, penempaan, pengelasan, dan pemrosesan mekanis memerlukan peralatan berat dan cetakan berukuran besar. Berdasarkan data model 3D, teknologi pencetakan 3D logam menumpuk material lapis demi lapis bergantung pada laser, berkas elektron, atau busur sebagai sumber panas, dengan cepat menyelesaikan pembentukan komponen logam kompleks masif berperforma tinggi secara langsung di dekat jaring. Ini adalah teknologi manufaktur yang rendah karbon dan ramah lingkungan.
2 Karakteristik utama paduan aluminium cetak 3D logam
Paduan aluminium adalah bahan yang sempurna untuk membidik ringan di sektor luar angkasa karena kepadatannya kira-kira sepertiga dari baja dan setengah dari titanium. Desain komponen dapat ditingkatkan lebih lanjut untuk menghemat bobot sekaligus menjaga kekuatan melalui teknologi pencetakan 3D.
Kekuatan dan ketangguhan tinggi: Kekuatan paduan aluminium tetap cukup untuk memenuhi kriteria kekuatan material di sektor dirgantara meskipun rasio kekuatan terhadap beratnya lebih rendah dibandingkan titanium. Melalui perlakuan panas, misalnya, paduan aluminium berperforma tinggi seperti Al6061 dan Al7075 dapat mencapai kekuatan yang sangat tinggi.
Penting untuk penggunaan termasuk penukar panas dan komponen mesin di sektor kedirgantaraan, paduan aluminium memiliki konduktivitas termal dan ketahanan korosi yang tinggi. Dengan memproduksi komponen dengan bentuk geometris yang rumit-dinding tipis dan kuat, misalnya-3Teknologi pencetakan D membantu memaksimalkan kinerja termal dan ketahanan terhadap korosi.
Teknologi pencetakan 3D memberi para insinyur kebebasan desain yang signifikan untuk membuat komponen aluminium dengan geometri yang rumit (termasuk kisi dan saluran internal) untuk memaksimalkan kinerja dan berat komponen manufaktur. Dengan proses manufaktur konvensional, tingkat kebebasan desain ini sulit dicapai.
Teknologi pencetakan 3D logam dapat mempercepat waktu pergantian pengembangan komponen melalui iterasi yang cepat dan fleksibilitas produksi. Melalui pengembangan berulang, pengujian, dan modifikasi desain, perusahaan dapat dengan cepat merespons kebutuhan pasar, melakukan produksi dalam jumlah kecil atau satu kali, dan mencapai penyesuaian massal.
3 Penggunaan khusus paduan aluminium pencetakan 3D logam di ruang angkasa
Konstruksi pesawat terbang: Penerapan teknologi pencetakan 3D paduan aluminium termasuk badan pesawat, komponen struktur besar, komponen struktur penahan beban, dll. Bentuk geometris yang kompleks, seperti roda pendaratan pesawat, komponen mesin, dll., dapat diproduksi menggunakan teknologi pencetakan 3D , sehingga menurunkan bobot pesawat dan meningkatkan penghematan bahan bakar.
pembuatan satelit: Teknologi pencetakan 3D paduan aluminium diterapkan dalam pembuatan satelit untuk membuat braket paduan titanium dan aluminium, sistem propulsi hidrazin, piston untuk sistem propulsi satelit, dan Komponen-komponen ini harus memiliki kekuatan yang besar, ketahanan terhadap korosi, dan ringan, teknologi pencetakan 3D mungkin cukup memenuhi kebutuhan tersebut.
Komponen ujung panas mesin roket, seperti ruang bakar dan bilah turbin, harus tahan terhadap lingkungan berat dengan suhu dan tekanan tinggi. Saluran pendinginan yang rumit, peningkatan efisiensi termal, dan masa pakai yang lebih lama hanyalah beberapa fitur yang dimungkinkan oleh teknologi pencetakan 3D paduan aluminium untuk fabrikasi.
4 Logam Paduan Aluminium Pencetakan 3D: Prospek dan Tantangan
Teknologi pencetakan 3D paduan aluminium masih memiliki kesulitan yang signifikan meskipun terdapat kemungkinan penggunaannya yang luas di industri dirgantara. Paduan aluminium, misalnya, memiliki reaktivitas tinggi sehingga rentan pecah dan cacat selama pencetakan 3D. Selain itu, kekuatan paduan aluminium jauh di bawah tingkat paduan titanium dan paduan berbasis nikel. Namun, masalah ini secara bertahap teratasi seiring dengan munculnya paduan aluminium baru dan perkembangan teknologi yang berkelanjutan.
AlSi10Mg, AlSi12, Al6061, dan Al7075 adalah beberapa paduan aluminium premium yang dibuat baru-baru ini khusus untuk manufaktur aditif. Ketahanan mekanis, termal, dan korosi yang sangat baik dari paduan aluminium ini membuatnya memenuhi syarat untuk beberapa aplikasi pesawat terbang. Bersamaan dengan peningkatan dan penyempurnaan teknologi pencetakan 3D logam yang sedang berlangsung ini-seperti peleburan lapisan bubuk laser (SLM, DMLS), peleburan berkas elektron (EBM), dan teknologi penyemprotan perekat-yang meningkatkan presisi dan efisiensi pencetakan 3D paduan aluminium- adalah evolusi konstan mereka.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-and-machining-combine-to-create.html