מדוע חברות תעופה וחלל בוחרות בהדפסת מתכת תלת מימדית עבור חלקי מטוסים?

חברות תעופה וחלל פונות רכיבי מתכת מודפסים בתלת מימדמכיוון שהייצור המסורתי עדיין יוצר עיכובים שניתנים למנוע, עלויות כלי עבודה גבוהות ומגבלות גיאומטריות המאלצות פשרות עיצוביות. תהליכים תוספים מקצרים זמני אספקה ​​של חלקים-נמוכים ומורכבים, משחזרים חופש עיצובי לערוצים פנימיים ומבנים קלים, ומספקים ביצועים מכניים העומדים בדרישות מבניות משניות רבות כאשר הם מעובדים ומאושרים כראוי. סגסוגות אלומיניום כגון AlSi10Mg ו-Scalmalloy, יחד עם אפשרויות טיטניום, תומכות כעת בשימוש אמיתי בייצור תחת מערכות איכות ברמת AS9100-, בעוד שציפוי וטיפולי משטח נותנים מענה לצרכי קורוזיה ועמידות. הסעיפים הבאים בוחנים את הבעיות המעשיות בשיטות קונבנציונליות, את החוזק והאמינות של חלקים המיוצרים באופן תוסף, מציאות שלאחר עיבוד, והקבלה הגוברת של גישה זו על פני תוכניות תעופה וחלל.

האלומיניום עדיין שולט במבנים משניים רבים ויישומי מקטעים לא-חמים-. מיזוג-מיטת אבקה של AlSi10Mg וסגסוגות-בביצועים גבוהים יותר, כגון Scalmalloy, מייצרת כעת חומר צפוף שאחרי טיפול בחום מתאים, תומך בשימוש מבני אמיתי.

היתרון המיידי ביותר הוא המשקל. אופטימיזציה של טופולוגיה בשילוב עם סריג פנימי מספק בדרך כלל הפחתת מסה של 20-35 אחוז תוך עמידה ביעדי קשיחות. צוותים שעובדים עם מנוסה יצרן הדפסת תלת מימד מסגסוגת אלומיניוםיכול גם להחליט מתי החוזק הנוסף וביצועי העייפות של Scalmalloy מצדיקים את העלות הגבוהה שלו על פני AlSi10Mg החסכוני יותר.

תכונות טיפוסיות-המטופלות בחום (תלויי כיוון ותהליך):

נתונים אלה שימושיים עבור בדיקה מוקדמת בלבד. ההיתרים הסופיים מגיעים תמיד מבדיקות-ספציפיות לתהליך וקופונים של עדים.

סגסוגות טיטניום, במיוחד Ti-6Al-4V, עוקבות אחר היגיון דומה עבור יישומים בעלי עומס גבוה יותר או בטמפרטורה גבוהה יותר. 3חלקי מטוסי טיטניום מודפסים D כבר עפים בסוגריים, אביזרים ואלמנטים מבניים מסוימים שבהם השילוב של חוזק, עמידות בפני קורוזיה וחופש עיצובי עולה על עלות החומר הגבוהה יותר.

לשאלה "האם מתכת מודפסת תלת מימד חזקה כמו מתכת מעובדת" אין תשובה אחת. עבור יישומי עומס סטטי- רבים, חוזק המתיחה והתפוקה של חלקי LPBF מעובדים כהלכה תואמים או עולים על אלו של סגסוגות יצוק דומות. התמצקות מהירה מייצרת מבני מיקרו עדינים התורמים לביצועים אלה. לעומת חומר CNC מחושל ההשוואה קרובה יותר: חוזק סטטי הוא לרוב תחרותי, בעוד שחיי העייפות תלויים במידה רבה במצב פני השטח, נקבוביות שיורית וכיוון המבנה.

בפועל, לחיצה איזוסטטית חמה, -הפגת מתח או טיפול בחום בתמיסה, ועיבוד משטחים קריטיים מביאים רכיבי טיפול מבניים ונוזליים משניים רבים- בתוך תנאי תעופה וחלל. חלקים קריטיים של-טיסות ראשיות עדיין דורשות הסמכה מלאה לתהליך, אבל המסלול הטכני ברור יותר מכפי שהיה לפני חמש שנים. לכן, החלטות תעופה וחלל מתמקדות בהדפסה תלת מימדית של מתכת לעומת עיבוד CNC בעיבוד שבבי, לפיכך מתייחסות פחות לחוזק מוחלט ויותר למורכבות הגיאומטריה, הנפח וזמן ההובלה הכולל.

מערכות איכותיות סוגרות מעגל. ספקים הפועלים תחת AS9100 או EN 9100 שומרים על מעקב אחר אבקה,- ניטור בתהליך ונתוני בדיקה מכנית בכל אצווה. התיעוד הזה הוא מה שמאפשר ליצרני ציוד מקורי ולספקי Tier-1 לקבל חלקים המיוצרים באופן תוסף לרשתות אספקה ​​מבוקרות.

מכיוון ש-משטחים בנויים מאבקה-תהליכים של מיטה מחוספסים יותר מאלה המעובדים ועשויים לשמור על מתח שיורי או נקבוביות קלה. לפיכך, עיבוד שלאחר-עבור חלקים מודפסים בתלת-ממד-מתכת אינו אופציונלי. רצפים אופייניים כוללים הסרת תמיכה, טיפול בחום, HIP שבו עייפות או שלמות לחץ חשובים, עיבוד CNC סלקטיבי של ממשקים וציפוי מגן.

עבור רכיבי אלומיניום, עמידות בפני קורוזיה אינה-ניתנת למשא ומתן. נוזלי לחות,-הקרח וזוגות גלווניים דורשים אילגון, ציפוי המרה או ציפוי מיוחד. כאשר השלבים הללו מתוכננים מההתחלה ולא מתווספים כמחשבה שלאחר מכן, דיוק הממדים ועמידות-לטווח ארוך נשארים בשליטה.

יצרני ציוד מקורי, רגולטורים וקבוצות תעופה וחלל הרחיבו בהתמדה את מסגרות ההסמכה לייצור תוסף. מספר הולך וגדל של ספקים מחזיקים באישורי AS9100 או EN 9100 המכסים במיוחד תהליכים של תוספים למתכת. חרירי דלק, סוגריים, מחליפי חום ואביזרים מבניים נבחרים כבר נמצאים בשירות. ההיסטוריה התפעולית הזו, בשילוב עם מסלולי הסמכה ברורים יותר, ממשיכה להוריד את המחסום עבור תוכניות חדשות להערכת רכיבי מתכת מודפסים בתלת מימד.

אם זמני אספקה, עלות כלי עבודה או מגבלות גיאומטריות מגבילים את התוכנית הנוכחית, סקירה ממוקדת של החלקים המועמדים מול יכולות תוספים היא לרוב הדרך המהירה ביותר לכמת את ההזדמנות. איצרן הדפסת תלת מימד מתכתעם ניסיון ברכיבי תעופה וחלל קלים ותיעוד מלא של תעופה וחלל יכולים בדרך כלל להחזיר הערכת זמן, עלות והסמכה{0}} ברורה תוך מספר ימים מרגע קבלת הדגם והדרישות.