1. מוצא את השילוב האידיאלי של חוזק ועמידות בפני קורוזיה בנירוסטה.
מכיוון שנוצר ציפוי תחמוצת עשיר בכרום על פני השטח שלו, נירוסטה היא חומר מתכת בעל עמידות בפני קורוזיה גבוהה וחוזק גבוה. בתעשיית התעופה והחלל, נירוסטה לא רק בשימוש נרחב ברכיבים חשובים כגון מיכלי לחץ גבוה ומעטפי מנוע, אלא גם הופכת לחומר הכרחי בייצור חלליות בשל הפלסטיות הטובה ויכולת הריתוך שלה.
בגלל יכולת יצירת האבקה הנהדרת שלה, טכניקת ההכנה הקלה והעלות הזולה, נירוסטה התפתחה כאחד החומרים הראשונים המשמשים בהדפסת מתכת תלת מימדית. על ידי שימוש בטכנולוגיות הדפסה תלת-ממדיות כולל התכת לייזר סלקטיבית (SLM), ניתן לייצר פלדת אל-חלד ליצירת רכיבים בעלי צורות גיאומטריות מורכבות ומבנים עדינים, ולכן לשפר את חופש העיצוב ודיוק הייצור של חלליות.
חשיבות מכרעת לריצה ארוכת טווח של חלליות במסלול, החוזק הרב של הנירוסטה ועמידותה בפני קורוזיה עוזרים לה לשמור על יציבות בתנאים תובעניים. במקביל, איכויות העיבוד והריתוך הפלסטי של הנירוסטה הופכות אותה לחומר הנבחר לחיבור ותיקון בבניית חלליות.
2. דגם אחד של קל משקל וביצועים גבוהים הוא סגסוגת טיטניום.
עשוי מיסודות טיטניום ואלמנטים מתכתיים אחרים כגון אלומיניום, ונדיום וכו', סגסוגת טיטניום היא חומר מתכת בעל חוזק רב, צפיפות נמוכה ועמידות בפני קורוזיה יוצאת דופן. בגלל האיכויות המיוחדות שלהן, סגסוגות טיטניום מוצאות שימוש רב בתעשייה האווירית בייצור חלקים חשובים כגון מסגרות מטוסים ורכיבי מנוע.
למרות שהצפיפות של סגסוגת טיטניום היא רק בערך מחצית מזו של נירוסטה, החוזק שלה הופך אותה לחומר מושלם לבניית חללית קלה. לכן סגסוגת טיטניום מתאימה לשימוש בתנאים תובעניים מכיוון שהיא עמידה למדי בחומרים קורוזיביים, כולל חומצה ואלקלי.
כעת ניתן להשיג ייצור תוסף של סגסוגות טיטניום באמצעות טכנולוגיות הדפסה תלת מימדיות. ניתן לייצר קונסטרוקציות מורכבות וביצועים יוצאי דופן של רכיבי סגסוגת טיטניום באמצעות טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית, כולל תושבות מנוע, מערכות מתלים וכו'. חלקים אלו לא רק מגבירים את האמינות והביצועים של החללית אלא גם עוזרים להוזיל עלויות ייצור ומחזוריות.
יתרה מכך שימושי מאוד בתחומים רבים, כולל שתלים רפואיים, התאימות הביולוגית של סגסוגות טיטניום מבטיחה גם שניתן לייצר מפרקים מלאכותיים, שתלים דנטליים וכו' באמצעות טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית על ידי ייצור שתלי סגסוגת טיטניום שמתאימים למדי למבנה העצם של המטופל. לשתלים אלו שכיחות מינימלית של בעיות, אורך חיים ארוך יותר ותאימות ביולוגית מעולה בנוסף.
3. סמל של קל משקל, חוזק רב ושימוש רחב הוא סגסוגת אלומיניום.
חומר סגסוגת קל משקל וחזק בשימוש נרחב בתחום התעופה והחלל הוא סגסוגת אלומיניום. מועסק בדרך כלל בבניית רכיבים מבניים כולל גוף מטוסים, עור ודלתות תא נוסעים, יש לו חוזק ספציפי גדול ויכולת עיבוד יוצאת דופן.
האיכויות הקלות של סגסוגת האלומיניום הופכות אותה למרכיב חיוני בשימוש בבניית חלליות. ניתן לייצר רכיבי סגסוגת אלומיניום עם צורות גיאומטריות מורכבות ומבנים עדינים - כגון גופי קירור, רכיבים חשמליים ופריטים אחרים הזקוקים לניהול תרמי טוב - באמצעות טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית חלקים אלו לא רק מגבירים את ביצועי החללית אלא גם עוזרים להוזיל עלויות הייצור והמחזורים .
סגסוגת אלומיניום היא גם שימושית מאוד בבניית חללית מכיוון שיש לה עמידות חזקה בפני קורוזיה ויכולת עיבוד פשוטה. ניתן ליצור סגסוגות אלומיניום קלות משקל עם ביצועים משופרים באמצעות טכניקות ייצור יצירתיות כגון מתכות אבקה ויצירת ריסוס, ולכן עוזרות לספק את הדרישה לקלות משקל וביצועים גבוהים בחללית.
טכניקת הייצור התוסף של סגסוגות האלומיניום מתפתחת בהדרגה בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד. ניתן לייצר תכונות מכניות מעולות ורכיבי סגסוגת אלומיניום באיכות פני השטח באמצעות טכנולוגיות הדפסה תלת מימדיות כמו המסת לייזר סלקטיבית (SLM) והמסת קרן אלקטרונים (EBM). חלקים אלה לא רק מגבירים את האמינות והביצועים של החללית אלא גם עוזרים להוזיל את עלויות הייצור והמחזורים.
4. גישת טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת משולבת
בתעשיית התעופה והחלל, טכנולוגיות הדפסת תלת מימד מתכת משלבות בעיקר אופטימיזציה של עיצוב, בחירת חומרים והכנתם, בקרת תהליך הדפסה ועיבוד לאחר.
קודם כל, פריסת טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת במגזר התעופה והחלל תלויה באופטימיזציה של העיצוב. אפשר להגיע לקל משקל וביצועים גבוהים על ידי מיקסום העיצוב המבני. במקביל, טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת מציעה יכולות ייצור של צורות גיאומטריות מורכבות ומבנים עדינים, ולכן מאפשרת ייצור מותאם של חלליות.
שנית, הבסיס ליישום טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת במגזר התעופה והחלל הוא בחירת החומר והכנתם. בגלל האיכויות המיוחדות שלהם, חומרי מתכת כולל סגסוגת אלומיניום, סגסוגת טיטניום ופלדת אל חלד מיושמים באופן נרחב בבניית חלליות. לגבי הכנת החומר, יש לוודא שחלוקת גודל החלקיקים של האבקה, טוהר ומאפיינים נוספים עומדים בקריטריונים של טכנולוגיית הדפסת תלת מימד.
שוב, השימוש העיקרי בטכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת במגזר התעופה והחלל הוא בקרת תהליך ההדפסה. ניתן להשיג התכה והתמצקות מדויקת של אבקת מתכת על ידי פרמטרים שונים לרבות עוצמת לייזר ומהירות סריקה, כך ליצור רכיבים בעלי איכויות מכניות ואיכות פני שטח מעולים. יתר על כן נחוצים כדי להבטיח את היציבות והאמינות של תהליך ההדפסה בו זמנית, הם ניטור ובקרה בזמן אמת של שדות טמפרטורה ולחץ במהלך תהליך הייצור.
בתעשיית התעופה והחלל, עיבוד שלאחר הוא בסופו של דבר שלב מכריע ביישום טכנולוגיית הדפסת תלת מימד מתכת. באמצעות טכניקות שלאחר טיפול כמו עיבוד מכני וטיפול בחום, ניתן לשפר עוד יותר את ביצועי הרכיבים ואיכות פני השטח. במקביל לכך מתבצעת בדיקה ובדיקה קפדנית של רכיבים כדי להבטיח שהם עומדים בקריטריונים לשימוש בחללית.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printed-vaping-inserts-for-injection.html