1 ، تطبيقات تكنولوجيا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في مجال الفضاء الجوي
مباشرة من النماذج الرقمية، تقوم تقنية الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد بتكديس المساحيق المعدنية طبقة تلو الأخرى ثم تذوبها وتصلبها باستخدام الليزر أو أشعة الإلكترون. التقنيات الأساسية هي ذوبان الليزر الانتقائي (SLM)، وذوبان شعاع الإلكترون (EBM)، وترسيب الطاقة المباشر (DED)، وما إلى ذلك غير المقيدة هنا. يجد قطاع الطيران استخدامًا كبيرًا لهذه التقنيات بعدة طرق مختلفة:
يستخدم الصهر بالليزر الانتقائي (SLM) أشعة ليزر عالية الطاقة لإذابة المساحيق المعدنية بدقة، وهو مناسب لدقة التصنيع والأجزاء المعقدة مثل شفرات المحرك، وإطارات جسم الطائرة، وما إلى ذلك. ومن خلال الإدارة الدقيقة لعملية الصهر والتصلب للمساحيق المعدنية، يمكن لتقنية SLM إنتاج خفيف الوزن ومكونات طيران قوية، مما يخفض بشكل كبير الوزن الإجمالي للطائرة ويعزز الاقتصاد في استهلاك الوقود.
سرعة المعالجة السريعة وملاءمتها لتصنيع المكونات كبيرة الحجم تجعل ذوبان شعاع الإلكترون (EBM) باستخدام شعاع الإلكترون لإذابة المسحوق المعدني في بيئة مفرغة مناسبًا. نظرًا لبيئتها الفراغية وكثافة الطاقة الكبيرة، توفر تقنية EBM فوائد خاصة في تصنيع مكونات الطائرات المتميزة وعالية الأداء.
من أجل الذوبان والترسيب - مناسب للإصلاح والنماذج الأولية السريعة - يتم تغذية الأسلاك المعدنية أو المسحوق مباشرة إلى مصدر حرارة عالي الحرارة من خلال فوهة. من خلال تقليل تكاليف الصيانة وزيادة اعتمادية المكونات، لعبت تقنية DED دورًا حاسمًا في إصلاح وإعادة تصنيع تطبيقات الطائرات.
2، بدلا من شعوذة التكنولوجيا والتكلفة
في حين أن استخدام تكنولوجيا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في صناعة الطيران له فوائد عديدة، إلا أن هناك أيضًا مقايضة مالية وتكنولوجية.
تكلفة المواد: المعادن النادرة أو السبائك عالية الأداء بشكل خاص، والتي تكون تكلفتها أعلى بكثير من تكلفة المعادن العادية، فإن سعر مواد مساحيق المعادن نفسها يعد عاملاً مهمًا في التأثير. في صناعة الطائرات، تتمتع المواد بمعايير عالية جدًا ويتم استخدام سبائك عالية الأداء بشكل متكرر لضمان قوة المكونات وطول العمر. ومن الواضح أن هذا يثير النفقات المادية.
تكلفة المعدات: تأتي معدات الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد باهظة الثمن مع نفقات صيانة مرتفعة موزعة بالتساوي واستخدام الطاقة بالإضافة إلى التسعير. حتى لو كان من المتوقع أن يؤدي التطور المستمر للتكنولوجيا والمنافسة الشرسة في السوق إلى خفض تكاليف المعدات بشكل تدريجي، فإن هذا لا يزال عنصرًا حاسمًا يحد من التنفيذ الواسع لتكنولوجيا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد في قطاع الطيران عند المستوى الحالي.
تكلفة النظام: علاوة على ذلك، فإن اختيار طريقة الطباعة ثلاثية الأبعاد على المعادن سيؤثر على التكلفة. التقنيات المختلفة لها مزايا وعيوب وتناسب حالات التطبيق المختلفة. بالنسبة للدفعات الصغيرة، فإن التصنيع عالي الدقة للأجزاء، على سبيل المثال، تكون تقنية SLM مناسبة؛ تعد تقنية DED أكثر ملاءمة للتصنيع واسع النطاق ومنخفض التكلفة. لخفض النفقات وزيادة كفاءة الإنتاج، يجب على الشركات اعتماد الإجراءات المناسبة اعتمادا على متطلباتها الخاصة والظروف الحقيقية.
التكلفة بعد المعالجة: لا يمكن للمرء أن يتجاهل العنصر الحاسم المتمثل في مرحلة ما بعد المعالجة للطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن. لضمان دقة الأبعاد والخصائص الميكانيكية وجودة سطح الأجزاء المعدنية المطبوعة، يجب أن تمر بمراحل تشمل المعالجة السطحية والمعالجة الحرارية وإزالة الهياكل الداعمة. وإلى جانب الاستثمار الكبير في الموارد البشرية والمادية والمالية، تتطلب أنشطة ما بعد المعالجة هذه أيضًا.
3، نهج التحسين
يجب على شركات الطيران التي تستخدم تكنولوجيا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد تنفيذ مجموعة من تقنيات التحسين إذا أرادت الحفاظ على الجودة العالية مع خفض التكاليف:
اختيار الأدوات والإمدادات المناسبة: لتوفير النفقات المباشرة، يجب على الشركات اختيار الأدوات والمواد المناسبة بناءً على متطلباتها الخاصة والوضع الحقيقي. على سبيل المثال، يمكن استخدام مواد بديلة منخفضة التكلفة دون المساس بالأداء؛ أثناء اختيار المعدات، يمكنك أن تأخذ في الاعتبار النماذج ذات الاقتصاد الأكبر.
تعظيم معلمات عملية الطباعة: يمكن رفع كفاءة الطباعة ودقتها من خلال تحسين معلمات عملية الطباعة مثل طاقة الليزر، وسرعة المسح الضوئي، وسمك الطبقة، وما إلى ذلك، وبالتالي خفض تكاليف الإنتاج. وفي الوقت نفسه، يمكن تعزيز الاستقرار وإمكانية التحكم في عملية الطباعة من خلال تضمين أنظمة الإدارة الذكية والمعدات الآلية، وبالتالي تقليل التدخل البشري والأخطاء.
تقليل معدل الخردة وزيادة كفاءة الإنتاج: يساعد تقليل معدل الخردة ورفع كفاءة الإنتاج على توفير النفقات بشكل أكبر. فتكنولوجيا الطباعة المتوازية، على سبيل المثال، تسمح بطباعة عدة مكونات في وقت واحد؛ ومن خلال إعدادات التصميم والعملية، يمكن تقليل خطر فشل الطباعة ونفقات الطباعة المتكررة.
تسمح تقنيات ومعدات معالجة الأسطح الجديدة بتحسين كفاءة المعالجة وجودتها مع ضمان أداء الأجزاء وبالتالي تقليل تكلفة ووقت المعالجة اللاحقة. على سبيل المثال، البديل الآمن والفعال بيئيًا لتقنيات التنظيف الكيميائي التقليدية هو تقنية التنظيف بالليزر.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-of-race-car-accessories.html