Uçak sektörü yüksek teknoloji yoğun bir sektör olduğundan, metal bileşenlerin performansı çoğunlukla premium ekipmanların performansını belirliyor. Yeni havacılık motorları, büyük uçaklar, yeni nesil fırlatma araçları ve diğer havacılık ürünleri ile yeni malzemeler geliştirildikçe, üretim teknolojisinin ihtiyaçları da aynı şekilde değişiyor. Bu bağlamda, metal 3D baskı, özellikle de alüminyum alaşımlarının 3D baskısı, havacılık sektörünü temelden dönüştürdü.
1 Havacılık ve uzay sektöründe alüminyum alaşımının uygulamaları: arka plan
Yüksek özgül mukavemeti, yani yüksek mukavemet/ağırlık oranı, mükemmel termal nitelikleri, yani düşük ısı emilimi ve korozyon direnci nedeniyle, alüminyum alaşımları havacılık ve uzay sektöründe yaygın olarak uygulanmaktadır. Yüksek teknik zorluk, geniş malzeme işleme ödenekleri, zayıf kullanım oranları, uzun üretim döngüleri ve yüksek maliyetler nedeniyle, döküm, dövme, kaynak ve mekanik işlemeyi içeren geleneksel üretim prosedürleri, ağır ekipman ve büyük kalıplar gerektirebilir. 3D model verilerini temel alan metal 3D baskı teknolojisi, ısı kaynakları olarak lazere, elektron ışınına veya arklara bağlı olarak malzemeleri katman katman istifler ve yüksek performanslı masif karmaşık metal bileşenlerin doğrudan net yakınında oluşumunu hızla tamamlar. Bu düşük karbonlu, yeşil üretim teknolojisidir.
2 Metal 3D baskılı alüminyum alaşımının ana özellikleri
Alüminyum alaşımı, yoğunluğunun kabaca çeliğin üçte biri ve titanyumun yarısı kadar olması nedeniyle havacılık ve uzay sektöründe hafifliği hedeflemek için mükemmel bir malzemedir. 3D baskı teknolojileri sayesinde bileşen tasarımı, dayanıklılık korunurken ağırlıktan tasarruf edilecek şekilde daha da geliştirilebilir.
Mukavemet ve tokluk yüksek: Alüminyum alaşımının mukavemeti, mukavemet/ağırlık oranı titanyumunkinden daha düşük olmasına rağmen havacılık ve uzay sektöründeki malzeme mukavemeti kriterlerini karşılamak için yeterlidir. Örneğin ısıl işlem yoluyla Al6061 ve Al7075 gibi yüksek performanslı alüminyum alaşımları gerçekten yüksek dayanıma ulaşabilir.
Havacılık sektöründeki ısı eşanjörleri ve motor bileşenleri dahil olmak üzere kullanımlar için önemli olan alüminyum alaşımları, mükemmel ısı iletkenliğine ve korozyon direncine sahiptir. Örneğin,-3D baskı teknolojisi, ince ve güçlü duvarlar gibi karmaşık geometrik formlara sahip parçalar üreterek, termal performansın ve korozyon direncinin daha da maksimuma çıkarılmasına yardımcı olur.
3D baskı teknolojisi, imalat parçalarının performansını ve ağırlığını en üst düzeye çıkarmak için mühendislere karmaşık geometrilere (kafesler ve iç kanallar dahil) sahip alüminyum parçalar oluşturma konusunda önemli tasarım özgürlüğü sağlar. Geleneksel üretim süreçleriyle bu düzeyde tasarım özgürlüğüne ulaşmak oldukça zordur.
Metal 3D baskı teknolojisi, hızlı yineleme ve üretim esnekliği sayesinde parça geliştirme devir süresini hızlandırabilir. Yinelemeli geliştirme, test etme ve tasarım değişikliği yoluyla pazar ihtiyaçlarına hızlı bir şekilde yanıt verebilir, küçük seri veya tek seferlik üretime geçebilir ve kitlesel kişiselleştirmeye ulaşabilir.
3 Metal 3D baskı alüminyum alaşımının havacılıkta özel kullanımı
Uçak yapımı: Alüminyum alaşımlı 3D baskı teknolojisinin uygulamaları arasında uçak gövdesi, büyük yapısal bileşenler, yük taşıyan yapısal bileşenler vb. yer alır. Uçak iniş takımı, motor bileşenleri vb. gibi karmaşık geometrik şekiller, 3D baskı teknolojisi kullanılarak üretilebilir dolayısıyla uçağın ağırlığını azaltır ve yakıt ekonomisini artırır.
uyduların imalatı: Titanyum ve alüminyum alaşımlı braketler, hidrazin tahrik sistemleri, uydu tahrik sistemleri için pistonlar oluşturmak için uydu üretiminde alüminyum alaşımlı 3D baskı teknolojisi uygulanır ve Bu bileşenlerin büyük bir güce, korozyon direncine ve hafifliğe sahip olması gerekir; 3D baskı teknolojisi Bu ihtiyaçları yeterince karşılayın.
Roket motorlarının yanma odaları ve türbin kanatları gibi sıcak uç bileşenleri, yüksek sıcaklık ve basınçtan oluşan zorlu ortamlara dayanmalıdır. Karmaşık soğutma kanalları, gelişmiş termal verimlilik ve uzatılmış hizmet ömrü, alüminyum alaşımlı 3D baskı teknolojisinin üretim için mümkün kıldığı özelliklerden sadece birkaçıdır.
4 Metal 3D Baskı Alüminyum Alaşım: Beklentiler ve Zorluklar
Alüminyum alaşımlı 3D baskı teknolojisi, havacılık ve uzay endüstrisindeki geniş kullanım olanakları mevcut olsa da halen önemli zorluklar yaşamaktadır. Örneğin alüminyum alaşımları yüksek reaktiviteye sahiptir, bu da onları 3D baskı sırasında kırılmaya ve kusurlara yatkın hale getirir. Ayrıca alüminyum alaşımının mukavemeti, titanyum alaşımı ve nikel bazlı alaşımın seviyesinin altında kalmaktadır. Yine de, yeni alüminyum alaşımları ve devam eden teknolojik gelişmeler ortaya çıktıkça bu sorunlar giderek çözülmektedir.
AlSi10Mg, AlSi12, Al6061 ve Al7075, son zamanlarda özellikle katmanlı imalat için oluşturulan birkaç birinci sınıf alüminyum alaşımı arasındadır. Bu alüminyum alaşımlarının mükemmel mekanik, termal ve korozyon direnci, onları çeşitli uçak uygulamalarına uygun hale getirir. Alüminyum alaşımlı 3D baskının hassasiyetini ve verimliliğini artıran lazer tozu yatağı eritme (SLM, DMLS), elektron ışınıyla eritme (EBM) ve yapışkan püskürtme teknolojileri gibi metal 3D baskı teknolojilerinde devam eden bu iyileştirme ve iyileştirmeyle eşzamanlı olarak, onların sürekli evrimidir.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-and-machining-combine-to-create.html