1: התפתחויות נוכחיות בחומרי הדפסת תלת מימד מתכת
סגסוגת עם טמפרטורה גבוהה
עם עמידות גדולה בחום, חוזק גבוה ועמידות טובה בזחילה, סגסוגות בטמפרטורה גבוהה הן רכיבים הכרחיים במגזר התעופה והחלל. תהליך ההדפסה של סגסוגות בטמפרטורה גבוהה השתפר מאוד בשנים האחרונות כאשר טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת מתפתחת ללא הרף. לדוגמה, הושגו מכירות מסחריות של סגסוגת GRX -810 בטמפרטורה גבוהה, מחוזקת (ODS) בטמפרטורה גבוהה, שפותחה על ידי נאס"א בשיתוף עם Elementum 3D. בתנאי טמפרטורות גבוהות, חומר זה פיתח את עמידות הזחילה שלו פי 1000 והכפיל את חוזקו ועמידות החמצון שלו, ובכך מציע את האפשרות לייצור רכיבי מנוע דקים וקטנים יותר.
סגסוגת קלת משקל חזקה
שיפור ביצועי המטוסים בתחום התעופה והחלל תלוי בעיקר בעיצוב קל משקל. ניתן לייצר סגסוגות קלות משקל ובעלות חוזק גבוה הודות לטכנולוגיות הדפסת תלת מימד מתכת לצד צפיפות נמוכה, סגסוגות אלו מספקות איכויות מכניות נהדרות ועמידות בפני קורוזיה. עבור רכיבים מבניים ונושא עומס ביישומי תעופה וחלל ורכב, למשל, סגסוגות אלומיניום מגנזיום סקנדיום כמו סקאלמאלוי - ידועות ביחס החוזק והמשקל המיוחד שלהן והן בחירה מושלמת. ניתן לייצר רכיבי סגסוגת קלים ובעלי חוזק גבוה עם צורות גיאומטריות מורכבות באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית, ומכאן מוריד משמעותית את משקל המטוסים.
הדפסה מרובה חומרים מרוכבים
התקדמות משמעותית נוספת בתחום הדפסת תלת מימד מתכת היא הדפסה מורכבת מרובה חומרים. טכנולוגיה זו מאפשרת שילוב של מספר חומרים לרכיב אחד, ולכן מספקת צרכים ביצועים ופונקציונליים שונים. בתעשייה האווירית, למשל, ניתן להדפיס מתכות בעלות חוזק גבוה באמצעות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית עם מתכות קלות משקל, קרמיקה וחומרים אחרים לבניית רכיבים מבניים מורכבים עם יכולות מכניות יוצאות דופן ותכונות קלות משקל. מלבד שיפור ביצועי הרכיבים, שיטת הדפסה מורכבת מרובה חומרים זו מורידה את הוצאות הייצור והמחזוריות.
2: השימושים האפשריים של הדפסת תלת מימד מתכת במגזר התעופה והחלל
ייצור מנוע
לטכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת יש אפשרויות יישום רחבות בייצור מנועי תעופה. ניתן לייצר גיאומטריות מורכבות ותעלות קירור פנימיות לרכיבי מנוע לרבות להבי טורבינה, תאי בעירה וכו' בשיטה זו. באמצעות עיצוב מבני טוב, חלקים אלה לא רק בעלי איכויות מכניות נהדרות ועמידות בחום, אלא גם יכולים להפחית משקל ולהגדיל את צריכת הדלק. בנוסף, משמשת לתיקון והחלפת מנוע טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית, כך שחוסכת זמן וכסף.
פיתוח אלמנטים מבניים
יתרה מכך, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת מועילה מאוד לייצור רכיבים מבניים אווירונאוטיים. באמצעות טכנולוגיה זו ניתן ליצור אלמנטים מבניים בעלי צורות גיאומטריות מורכבות ותכונות קלות משקל - כגון כנפיים, גופי גוף וכו'. באמצעות עיצוב מבני אידיאלי, אלמנטים מבניים אלה לא רק בעלי איכויות מכניות יוצאות דופן ועמידות בפני קורוזיה, אלא גם יכולים להפחית משקל ולשפר את ביצועי המטוס. בנוסף, הארכת חיי השירות של מטוסים היא טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית, אשר עשויה להיות מיושמת לתיקון והחלפת רכיבים מבניים.
חקירה ופיתוח מטוסים חדשים
עזרה חזקה למחקר ופיתוח של מטוסים חדשים ניתנת על ידי טכנולוגיות הדפסת תלת מימד ממתכת. ניתן לייצר במהירות רכיבים אבות טיפוסיים עם צורות גיאומטריות מסובכות ותכונות קלות משקל לבדיקת ביצועים ותכנון אופטימיזציה בשיטה זו. בנוסף לקיצור מחזור המחקר והפיתוח של מטוסים חדשים, הדבר מוזיל את ההוצאות בתחומים אלו. שיפור נוסף בביצועים ויכולת הסתגלות של המטוס היא טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכתית, אשר עשויה לשמש לייצור רכיבים ייחודיים למטוסים חדשים לרבות כנפיים ניתנות לעיוות, מערכות בקרה אדפטיביות וכו'.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-for-mold-inserts.html