Stampa 3D in Aerospaziale Ares

Lo sviluppo del campo aerospaziale non riguarda solo gli standard di vita delle persone, ma è anche legato alla forza della difesa nazionale. Pertanto, come promuovere l'innovazione e il progresso dell'industria aerospaziale ha sempre attirato l'attenzione di tutti i ceti sociali. Allo stesso modo, UnionTech sostiene il senso di responsabilità sociale e patriottismo che un'azienda eccellente dovrebbe avere, e utilizza anche la propria tecnologia di stampa 3D per fare la sua parte per l'industria aerospaziale del mio paese! Usa la tecnologia per aumentare lo sviluppo vigoroso della società e persino del paese!

Come viene utilizzata la tecnologia di stampa 3D nel campo aerospaziale?

L'applicazione della tecnologia di stampa 3D nel campo aerospaziale può non solo abbreviare il ciclo di ricerca e sviluppo di nuove attrezzature aerospaziali, migliorare il tasso di utilizzo dei materiali e ridurre i costi di produzione, ma anche in grado di riparare e modellare le parti, che migliora notevolmente la sua vita di servizio!

Motore dell'attrezzatura aerospaziale di stampa 3D

Dettagli del motore dell'attrezzatura aerospaziale per la stampa 3D

Come la perla luminosa nella corona dell'industria, il campo di fabbricazione aerospaziale integra tutte le tecnologie alta tecnologia di un paese, ed è il campo di garanzia di supporto in cui è possibile attuare il piano strategico nazionale e mostrare la situazione politica. Come una tecnologia di produzione nuova di zecca, la tecnologia 3D in metallo ha eccezionali vantaggi applicativi nel campo aerospaziale e evidenti vantaggi di servizio. Si riflette principalmente nei seguenti aspetti:

(1) Accorciare il ciclo di ricerca e sviluppo di nuove attrezzature aerospaziali.

La tecnologia aerospaziale è un simbolo della forza della difesa nazionale e una manifestazione della politica nazionale. La competizione tra i paesi del mondo è estremamente agguerrita. Pertanto, tutti i paesi vogliono provare a sviluppare armi e attrezzature più recenti a una velocità maggiore per rendersi invincibili nel campo della difesa nazionale. La tecnologia di stampa 3D in metallo riduce notevolmente il processo di produzione di parti metalliche ad alte prestazioni, in particolare parti strutturali di grandi dimensioni ad alte prestazioni. Non è necessario sviluppare stampi utilizzati nel processo di fabbricazione delle parti, il che ridurrà notevolmente lo sviluppo del prodotto e il ciclo di produzione.

Li Daguang, professore del Dipartimento di logistica militare e attrezzature militari per la scienza e la tecnologia, National Defense University, ha affermato che negli anni '80 e '90, ci vorrebbero almeno 10-20 anni per sviluppare una nuova generazione di jet da combattimento. Il vantaggio più importante della tecnologia di stampa 3D è che non richiede lavorazione o stampi., parti di qualsiasi forma possono essere generate direttamente dai dati di computer grafica, quindi se vengono utilizzate la tecnologia di stampa 3D e altre tecnologie informatiche, un nuovo jet da combattimento può essere sviluppato in almeno tre anni. Accoppiato con l'elevata flessibilità, le alte prestazioni e le caratteristiche di produzione flessibili della tecnologia, nonché la prototipazione rapida gratuita di parti complesse, la stampa 3D in metallo brillerà nel campo aerospaziale e fornirà un forte supporto tecnico per la produzione di attrezzature per la difesa.

La parte centrale della flangia sul grande aereo domestico C919 è un'applicazione tipica della tecnologia di stampa 3D in metallo nel campo dell'aviazione. Questa parte strutturale è lunga più di 3 metri ed è la parte strutturale aerospaziale più lunga prodotta dalla stampa 3D in metallo nel mondo. Se viene utilizzato il metodo di produzione tradizionale, questa parte deve essere forgiata da una pressa per tonnellaggio super-grande, che non è solo dispendiosa in termini di tempo e ad alta intensità di manodopera, ma inoltre spreca le materie prime. Al momento, non ci sono attrezzature in Cina in grado di produrre parti strutturali su larga scala.

Pertanto, al fine di garantire il processo di sviluppo e la sicurezza dell'aeromobile, dobbiamo ordinare questa parte dall'estero e il ciclo di vita dall'ordinazione all'installazione è di oltre 2 anni, che ostacola seriamente il progresso della ricerca e dello sviluppo degli aerei. La striscia della flangia centrale stampata dalla tecnologia di stampa 3D in metallo ha richiesto circa un mese per svilupparsi e la sua resistenza strutturale ha raggiunto o addirittura superato lo standard per i forgiati, che era pienamente conforme agli standard dell'aviazione. L'uso della tecnologia di stampa 3D in metallo ha notevolmente ridotto lo sviluppo dei grandi velivoli del mio paese, consentendo al lavoro di sviluppo di procedere senza intoppi. E questo è solo un microcosmo dell'applicazione della tecnologia di stampa 3D in metallo nel campo aerospaziale.

(2) Migliorare il tasso di utilizzo dei materiali, risparmiare materiali strategici costosi e ridurre i costi di produzione.

La maggior parte dei campi di produzione aerospaziale utilizza materiali strategici costosi, come materiali metallici difficili da lavorare come leghe di titanio e superleghe a base di nichel. Il tasso di utilizzo dei materiali nei metodi di produzione tradizionali è molto basso, generalmente non più del 10% o anche solo del 2%-5%. L'enorme spreco di materiali significa anche che le procedure di lavorazione sono complicate e il periodo di tempo di produzione è lungo. Se sono quelle parti tecniche che sono difficili da elaborare, il ciclo di lavorazione sarà notevolmente aumentato e il ciclo di produzione sarà notevolmente esteso, con conseguente aumento dei costi di produzione.

La tecnologia di stampa 3D in metallo, come tecnologia di modellatura della rete, può essere messa in uso solo con una piccola quantità di lavorazione di follow-up e il tasso di utilizzo dei materiali ha raggiunto il 60%, a volte anche raggiungendo più del 90%. Ciò non solo riduce i costi di produzione e consente di risparmiare materie prime, ma è anche conforme alla strategia di sviluppo sostenibile proposta dal paese.

In un simposio tenuto dall'Accademia cinese delle scienze nel 2014, il professor Wang Huaming dell'Università di Beihang una volta ha affermato che la Cina può ora stampare il telaio del finestrino di vetro della cabina di pilotaggio dell'aereo C919 in soli 55 giorni. Wang Huaming ha anche affermato che una società europea di produzione di aeromobili ha affermato che ci vorranno almeno 2 anni per produrre la stessa cosa, e costerebbe 2 milioni di dollari per realizzare lo stampo da solo. Tuttavia, l'uso della tecnologia di stampa 3D in Cina non solo accorcia il ciclo di produzione, migliora l'efficienza, ma consente anche di risparmiare denaro. Materie prime, riducendo notevolmente i costi di produzione.

(3) Ottimizzare la struttura delle parti, ridurre il peso, ridurre la concentrazione di stress e aumentare la durata.

Per le armi e le attrezzature aerospaziali, la riduzione del peso è un tema eterno. Non solo può aumentare la flessibilità delle attrezzature di volo durante il volo, ma anche aumentare la capacità di carico, risparmiare carburante e ridurre i costi di volo. Tuttavia, il metodo di produzione tradizionale ha già massimizzato la riduzione del peso delle parti ed è irrealistico esercitare ulteriormente la capacità di riserva.

Tuttavia, l'applicazione della tecnologia 3D può ottimizzare la struttura delle parti complesse. Con la premessa di garantire prestazioni, la struttura complessa può essere trasformata e ridisegnata in una struttura semplice, riducendo così il peso. Inoltre, ottimizzando la struttura delle parti, lo stress delle parti può essere presentato nella distribuzione più razionale, riducendo il rischio di crepe da fatica, aumentando così la durata. Realizzi il controllo della temperatura attraverso la struttura interna ragionevole e complessa del corridore, ottimizzi la progettazione e l'uso dei materiali, o realizzi lo stampaggio libero arbitrario delle parti differenti attraverso la composizione dei materiali per soddisfare gli standard di uso.

Il carrello di atterraggio di un aereo da caccia è una parte fondamentale che sopporta un carico elevato e un impatto elevato, che richiede parti con elevata resistenza e alta resistenza agli urti. Il carrello di atterraggio prodotto dalla tecnologia 3D sull'aereo da caccia americano F16 non solo soddisfa gli standard di utilizzo, ma ha anche una durata media di 2,5 volte quella dell'originale.

(4) Riparazione e formatura di parti.

Oltre all'utilizzo della tecnologia di stampa 3D in metallo nella produzione e produzione, il suo valore applicativo nella riparazione di parti metalliche ad alte prestazioni non è affatto inferiore alla sua stessa produzione. Per quanto riguarda la situazione attuale, il potenziale della tecnologia di stampa 3D in metallo nella modellatura delle riparazioni è persino superiore alla sua stessa produzione.

Prendiamo come esempio le parti di blisk della turbina integrale ad alte prestazioni. Quando una certa lama sul disco viene danneggiata, l'intera chiatta della turbina verrà demolita e la perdita economica diretta vale più di un milione. Rispetto al passato, questo tipo di perdita può essere irreparabile e straziante, ma in base alle caratteristiche della produzione a strati di stampa 3D, dobbiamo solo considerare la lama danneggiata come un substrato speciale ed eseguire la formazione tridimensionale laser sulla parte danneggiata, la forma della parte può essere ripristinata, E le prestazioni soddisfano i requisiti di utilizzo, anche superiori a quelli del materiale di base. A causa della controllabilità del processo di stampa 3D, l'impatto negativo della sua riparazione è molto limitato.

In effetti, le parti stampate in 3D sono più facili da riparare e abbinare meglio. Rispetto ad altre tecnologie di produzione, nel processo di riparazione 3D, a causa del divario tra il processo di produzione e i parametri di riparazione, è difficile mantenere la consistenza dell'area di riparazione e del substrato in termini di tessuto, composizione e prestazioni. Ma questo problema non esiste quando si riparano parti formate in 3D. Il processo di riparazione può essere considerato come una continuazione del processo di produzione additivo e l'area di riparazione e il substrato possono ottenere una corrispondenza ottimale. Questo realizza un circolo virtuoso nel processo di fabbricazione della parte, produzione a basso costo + riparazione a basso costo = alto beneficio economico.

(5) Cooperare con la tecnologia di produzione tradizionale e completarsi a vicenda.

La tecnologia di produzione tradizionale è adatta per la produzione di prodotti a forma di grande volume, mentre la tecnologia di stampa 3D è più adatta per la produzione di prodotti strutturali personalizzati o raffinati. Combinando la tecnologia di stampa 3D e la tecnologia di produzione tradizionale, ognuno attinge ai suoi punti di forza, dà pieno gioco ai suoi rispettivi vantaggi e rende la tecnologia di produzione più potente.

Ad esempio, per le parti che richiedono prestazioni di alta qualità in superficie ma prestazioni medie al centro, è possibile utilizzare tecniche di produzione tradizionali per produrre parti a forma centrale, e poi la tecnologia di stereoforming del laser può essere usata direttamente per formare le parti di superficie su queste parti centrali, così dando vita a per raggiungere l'alta prestazione di superficie, Il centro richiede parti generali, che salva la complessità del processo e riduce il processo di produzione. Questa combinazione di produzione complementare ha un importante valore di applicazione pratica nella produzione e produzione di parti.

Inoltre, per componenti con una struttura esterna semplice ma una struttura interna complessa, quando la tecnologia di produzione tradizionale viene utilizzata per fabbricare la struttura complessa interna, il processo è ingombrante e le successive procedure di lavorazione sono complicate, il che si traduce in costi di produzione e prolunga il ciclo di produzione. L'uso esterno della tecnologia di produzione tradizionale e l'uso interno della tecnologia di stampa 3D sono direttamente vicini alla forma netta, in modo che solo un piccolo numero di processi di follow-up possa completare la produzione del prodotto, che accorcia il ciclo di produzione, riduce i costi, E mette in evidenza la perfetta corrispondenza tra la tecnologia tradizionale e la nuova tecnologia La combinazione di produzione ha realizzato l'intercomunicazione e la complementarità.

Come campo di applicazione principale della tecnologia di stampa 3D, l'aerospaziale ha evidenti vantaggi tecnici, ma questo non significa affatto che la stampa 3D in metallo sia onnipotente. Nella produzione effettiva, ci sono ancora molti problemi da risolvere con urgenza nella sua applicazione tecnica. Ad esempio, al momento, la stampa 3D non può adattarsi alla produzione di massa, non può soddisfare requisiti di alta precisione e non può raggiungere una produzione ad alta efficienza. Inoltre, un fattore chiave che limita lo sviluppo della stampa 3D è l'alto costo delle sue attrezzature e la maggior parte dei settori civili non può permettersi costi di produzione di attrezzature così elevati. Tuttavia, con il continuo sviluppo della tecnologia dei materiali, della tecnologia informatica e della tecnologia laser, i costi di produzione continueranno a diminuire per soddisfare la capacità dell'industria manifatturiera di sostenere i costi di produzione. A quel tempo, la stampa 3D brillerà la sua luce nel campo della produzione.