一. Könnyű kialakítás és a teljesítmény növelése
Mivel a súly csökkentése nagymértékben növelheti az űrhajó teljesítményét és hatékonyságát, az űrjárművek külső felépítése meglehetősen magas követelményeket támaszt a könnyű súlyra vonatkozóan. Az anyagjellemzők javításával és a szerkezeti optimalizálással a fém 3D nyomtatási technológia elérte ezt a célt. A lézeres felhordású fém 3D nyomtatási technológiát például a visszatérő kapszula hőálló alsó keretszerkezetének felépítésénél alkalmazták, így nemcsak hatékonyan csökkentették a súlyt, hanem csökkentették a gyártási ciklust és a költségeket is. A pontos „differenciálás és integráció” révén ez a technológia olyan termékeket szállít, amelyek lényegében megakadályozzák az erőforrások és az időráfordítások elvesztését a hagyományos gyártási technikákban.
2. Bonyolult konstrukciók egyedi építése
Számos bonyolult és pontos alkatrész – mint például turbinalapátok, motor égésterei stb. – található az űrhajók külső vázában. Nagy pontosságú vezérlési kapacitásával a fém 3D nyomtatási technológia a hagyományos gyártási technikákat felülmúló, rendkívül bonyolult alkatrészeket képes előállítani. A tervezők gyorsan és pontosan készíthetnek prototípusokat ennek a technológiának a személyre szabott testreszabási funkcióival, ezáltal növelve a tervezés hatékonyságát. Például a fém 3D nyomtatási technológia csökkenti a munkaigényes precíziós megmunkálási és összeszerelési műveleteket a repülőgép-hajtóművek optimalizálási tervezése során, így lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy hatékonyabban maximalizálják a hajtóműveket.
3. Gyors javítás és gyártás
Az űrhajók bizonyos részeinek élettartama korlátozott, és gyakori karbantartást és javítást igényel. A hagyományos javítási technikák nem csak költségesek, hanem időigényesek is, beleértve az újragyártást vagy a hegesztést. A fém 3D nyomtatási technológiával a sérült területek pontos javítása és gyors alkatrészgyártás érhető el, ami drasztikusan lerövidíti a javítási ciklust és csökkenti a gyártási költségeket. Ez csökkentheti az indítási költségeket és növelheti a küldetés rugalmasságát, ezért különösen fontos a pályán történő karbantartás és a vészhelyzeti alkatrészek cseréje során.
Szembesült nehézségek
1. technikai nehézségekkel néz szembe.
Bár a fém 3D nyomtatási technológia jelentős előrelépéseket hozott a repülőgépiparban, használata még mindig bizonyos technikai nehézségeket okoz. Először is nehézséget jelent a fém 3D nyomtatóberendezések egyre kisebbé válása. A telepítési hely korlátozott; így a kortárs fém 3D nyomtatók nagyok, és miniatürizálni kell őket, hogy illeszkedjenek a tér környezetéhez. Továbbá szigorúan szabályozni kell a fém 3D nyomtatási művelete során keletkező magas hőmérsékletet, lézert, hőt és füstöt az űrállomás légköri környezetének és biztonságának védelme érdekében.
2. A mikrogravitációs környezet hatása
A fém 3D nyomtatási technikák számos nehézséget okoznak a mikrogravitációs beállításokban. Például a porágyas lézeres 3D nyomtatás kínálja a legjobb gyártási minőséget és pontosságot, de kihívást jelent a port egyenletesen elosztani mikrogravitációs környezetben, ami befolyásolja a nyomtatás minőségét. Bár a gravitáció nincs hatással a selyemnyomásra, a gyártási minőségen és a nyomtatási pontosságon még javítani kell. Így most komoly technikai nehézséget jelent a mikrogravitációs körülményekhez illeszkedő fém 3D nyomtatási technikák kifejlesztése.
3. Kiadások és források
Még ha megfelelőek is a fém 3D nyomtatási technológiához, a fémporos anyagoknak még mindig vannak korlátozásai és nagy kiadásai. Bár a technológia folyamatos fejlődése lehetővé teszi a különféle anyagok tervezését és alkalmazását, az anyagteljesítmény, a költségek és a rendelkezésre állás akadályait továbbra is meg kell oldani. Ezenkívül korlátozzák a fém 3D nyomtatási technológia általános felhasználását a repülőgépiparban a kissé magas felszerelési, karbantartási és képzési költségek.
4. Törvények és irányelvek
A külső űrhajó-konstrukciók gyártására és alkalmazására szigorú szabályok és szabványok vonatkoznak. A fém 3D nyomtatási termékek nagyon bonyolult tanúsítási és megfelelőségértékelési eljárásokkal rendelkező, fejlődő technológia. Az egyeztetési szabályok és szabványos eljárások megállapítása, valamint a fém 3D nyomtatási technológiai termékek szigorú tesztelése és értékelése hozzájárul az űrhajók biztonságának és megbízhatóságának garantálásához.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/stainless-steel-pump-impeller-by-metal-3d.html