การพิมพ์3D ในด้านการบินและอวกาศ

การพัฒนาด้านการบินและอวกาศไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบต่อมาตรฐานความเป็นอยู่ของผู้คนเท่านั้นแต่ยังเกี่ยวข้องกับความแข็งแกร่งของการป้องกันประเทศ ดังนั้นวิธีการส่งเสริมนวัตกรรมและความคืบหน้าของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศได้ดึงดูดความสนใจของทุกเดินของชีวิต ในทำนองเดียวกัน uniontech ยึดถือความรู้สึกของความรับผิดชอบทางสังคมและความรักชาติที่บริษัทที่ยอดเยี่ยมควรมี, และยังใช้เทคโนโลยีการพิมพ์3D ของตัวเองเพื่อทำส่วนหนึ่งสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศของประเทศของฉัน! ใช้เทคโนโลยีเพื่อเพิ่มการพัฒนาสังคมที่แข็งแกร่งและแม้กระทั่งประเทศ!

เทคโนโลยีการพิมพ์3D ใช้ในด้านการบินและอวกาศอย่างไร?

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์3D ในด้านการบินและอวกาศไม่เพียงแต่สามารถลดวงจรการวิจัยและพัฒนาของอุปกรณ์การบินและอวกาศใหม่ปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ของวัสดุและลดต้นทุนการผลิต, แต่ยังสามารถซ่อมแซมและรูปร่างชิ้นส่วนซึ่งช่วยเพิ่มอายุการใช้งาน!

เครื่องยนต์อุปกรณ์การบินและอวกาศการพิมพ์3D

รายละเอียดเครื่องยนต์อุปกรณ์การบินและอวกาศการพิมพ์3D

ในฐานะที่เป็นมุกสดใสในมงกุฎของอุตสาหกรรมฟิลด์การผลิตการบินและอวกาศรวมเทคโนโลยีไฮเทคทั้งหมดของประเทศ, และเป็นสาขาการรับประกันสำรองข้อมูลที่สามารถดำเนินการแผนการเชิงกลยุทธ์แห่งชาติและสามารถแสดงสถานการณ์ทางการเมืองได้ ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีการผลิตใหม่เทคโนโลยี3D โลหะมีข้อดีในการใช้งานที่โดดเด่นในด้านการบินและอวกาศและผลประโยชน์การบริการที่เห็นได้ชัด ส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในด้านต่อไปนี้:

(1) ลดวงจรการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์การบินและอวกาศใหม่

เทคโนโลยีการบินและอวกาศเป็นสัญลักษณ์ของความแข็งแกร่งในการป้องกันประเทศและการสำแดงการเมืองระดับชาติ การแข่งขันในหมู่ประเทศในโลกรุนแรงมาก ดังนั้นทุกประเทศต้องการพยายามพัฒนาอาวุธและอุปกรณ์ใหม่ๆด้วยความเร็วที่เร็วขึ้นเพื่อให้ตัวเองอยู่ยงคงกระพันในด้านการป้องกันประเทศ เทคโนโลยีการพิมพ์3D โลหะช่วยลดกระบวนการผลิตของชิ้นส่วนโลหะที่มีประสิทธิภาพสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพสูง ไม่จำเป็นต้องพัฒนาแม่พิมพ์ที่ใช้ในกระบวนการผลิตชิ้นส่วนซึ่งจะทำให้วงจรการพัฒนาและการผลิตของผลิตภัณฑ์สั้นลงอย่างมาก

Li Daguang ศาสตราจารย์ภาควิชาโลจิสติกส์ทางทหารและอุปกรณ์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทางทหารมหาวิทยาลัยป้องกันประเทศกล่าวว่าใน1980s และ1990S, ต้องใช้เวลาอย่างน้อย10-20ปีในการพัฒนาเครื่องบินขับไล่รุ่นใหม่ ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นที่สุดของเทคโนโลยีการพิมพ์3D คือไม่ต้องใช้เครื่องจักรหรือแม่พิมพ์ใดๆชิ้นส่วนของรูปร่างใดๆสามารถสร้างขึ้นโดยตรงจากข้อมูลกราฟิกของคอมพิวเตอร์ดังนั้นหากใช้เทคโนโลยีการพิมพ์3D และเทคโนโลยีสารสนเทศอื่นๆเครื่องบินรบใหม่สามารถพัฒนาได้อย่างน้อยสามปี ควบคู่ไปกับความยืดหยุ่นสูงประสิทธิภาพสูงและลักษณะการผลิตที่ยืดหยุ่นของเทคโนโลยีตลอดจนการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วของชิ้นส่วนที่ซับซ้อนฟรีการพิมพ์3D โลหะจะส่องแสงในด้านการบินและอวกาศและให้การสนับสนุนด้านเทคนิคที่แข็งแกร่งสำหรับการผลิตอุปกรณ์ป้องกัน

ส่วนหน้าแปลนกลางบน C919เครื่องบินขนาดใหญ่ในประเทศเป็นการประยุกต์ใช้ทั่วไปของเทคโนโลยีการพิมพ์3D โลหะในด้านการบิน ส่วนโครงสร้างนี้มีความยาวมากกว่า3เมตรและเป็นชิ้นส่วนโครงสร้างการบินและอวกาศที่ยาวที่สุดที่ผลิตโดยการพิมพ์3D โลหะในโลก หากใช้วิธีการผลิตแบบดั้งเดิมส่วนนี้จะต้องถูกปลอมแปลงโดยการกดน้ำหนักที่มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษซึ่งไม่เพียงแต่ใช้เวลานานและใช้แรงงานมากเท่านั้นแต่ยังเสียวัตถุดิบ ปัจจุบันไม่มีอุปกรณ์ในประเทศจีนที่สามารถผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดใหญ่ดังกล่าวได้

ดังนั้นเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการพัฒนาและความปลอดภัยของเครื่องบินเราต้องสั่งซื้อส่วนนี้จากต่างประเทศและวงจรชีวิตตั้งแต่การสั่งซื้อไปจนถึงการติดตั้งนานกว่า2ปีซึ่งเป็นอุปสรรคต่อความก้าวหน้าของการวิจัยและพัฒนาเครื่องบินอย่างจริงจัง แถบหน้าแปลนกลางที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์3D โลหะใช้เวลาประมาณหนึ่งเดือนในการพัฒนาและความแข็งแรงของโครงสร้างถึงหรือเกินมาตรฐานสำหรับการตีขึ้นรูปซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานการบินอย่างเต็มที่ การใช้เทคโนโลยีการพิมพ์3D โลหะทำให้การพัฒนาเครื่องบินขนาดใหญ่ของประเทศของฉันสั้นลงอย่างมากทำให้การพัฒนาสามารถดำเนินการได้อย่างราบรื่น และนี่เป็นเพียง microcosm ของการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์3D โลหะในด้านการบินและอวกาศ

(2) ปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ของวัสดุประหยัดวัสดุเชิงกลยุทธ์ที่มีราคาแพงและลดต้นทุนการผลิต

สาขาการผลิตการบินและอวกาศส่วนใหญ่ใช้วัสดุเชิงกลยุทธ์ที่มีราคาแพงเช่นวัสดุโลหะที่ยากต่อกระบวนการเช่นโลหะผสมไททาเนียมและโลหะผสมนิกเกิล อัตราการใช้ประโยชน์ของวัสดุในวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมต่ำมากโดยทั่วไปไม่เกิน10% หรือแม้แต่2%-5% เท่านั้น ของเสียวัสดุจำนวนมากยังหมายความว่าขั้นตอนการตัดเฉือนมีความซับซ้อนและระยะเวลาการผลิตยาวนาน หากเป็นชิ้นส่วนทางเทคนิคที่ยากต่อการประมวลผลวงจรการประมวลผลจะเพิ่มขึ้นอย่างมากและวงจรการผลิตจะขยายออกไปอย่างมากส่งผลให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมาก

เทคโนโลยีการพิมพ์3D โลหะเป็นเทคโนโลยีการสร้างใกล้สุทธิสามารถนำไปใช้กับการประมวลผลการติดตามเพียงเล็กน้อยและอัตราการใช้ประโยชน์ของวัสดุได้ถึง60%, บางครั้งถึงมากกว่า90% ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนการผลิตและประหยัดวัตถุดิบเท่านั้นแต่ยังสอดคล้องกับกลยุทธ์การพัฒนาที่ยั่งยืนที่เสนอโดยประเทศ

ที่ Symposium จัดขึ้นโดย Chinese Academy of Sciences ในปี2014, ศาสตราจารย์วัง Huaming ของมหาวิทยาลัย Beihang เคยกล่าวว่าตอนนี้จีนสามารถพิมพ์กรอบหน้าต่างกระจกของห้องนักบินเครื่องบิน C919ในเวลาเพียง55วัน วังคว้านยังกล่าวว่าบริษัทผลิตเครื่องบินยุโรปกล่าวว่าจะใช้เวลาอย่างน้อย2ปีสำหรับพวกเขาในการผลิตสิ่งเดียวกัน, และจะมีค่าใช้จ่าย2ล้านดอลลาร์สหรัฐในการทำแม่พิมพ์เพียงอย่างเดียว อย่างไรก็ตามการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์3D ในประเทศจีนไม่เพียงแต่ทำให้วงจรการผลิตสั้นลงปรับปรุงประสิทธิภาพแต่ยังช่วยประหยัดเงินอีกด้วย วัตถุดิบช่วยลดต้นทุนการผลิต

(3) เพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของชิ้นส่วนลดน้ำหนักลดความเข้มข้นของความเครียดและเพิ่มอายุการใช้งาน

สำหรับอาวุธและอุปกรณ์การบินและอวกาศการลดน้ำหนักเป็นรูปแบบนิรันดร์ แต่เพิ่มความยืดหยุ่นของอุปกรณ์การบินในระหว่างการบินแต่ยังเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าประหยัดเชื้อเพลิงและลดต้นทุนการบิน อย่างไรก็ตามวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมได้เพิ่มน้ำหนักชิ้นส่วนให้สูงสุดแล้วและไม่สมจริงที่จะออกแรงอะไหล่ต่อไป

อย่างไรก็ตามการใช้เทคโนโลยี3D สามารถเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของชิ้นส่วนที่ซับซ้อนได้ ภายใต้สถานที่ตั้งของการสร้างความมั่นใจประสิทธิภาพโครงสร้างที่ซับซ้อนสามารถเปลี่ยนและออกแบบใหม่เป็นโครงสร้างที่เรียบง่ายซึ่งจะช่วยลดน้ำหนัก นอกจากนี้โดยการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของชิ้นส่วนความเครียดของชิ้นส่วนสามารถนำเสนอในการกระจายเหตุผลมากที่สุดลดความเสี่ยงของรอยแตกความเมื่อยล้าซึ่งจะช่วยเพิ่มอายุการใช้งาน ตระหนักถึงการควบคุมอุณหภูมิผ่านโครงสร้างนักวิ่งภายในที่เหมาะสมและซับซ้อนเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบและการใช้วัสดุหรือตระหนักถึงการปั้นฟรีโดยพลการของชิ้นส่วนที่แตกต่างกันผ่านการบดอัดของวัสดุเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานการใช้งาน

เกียร์ลงจอดของเครื่องบินรบเป็นส่วนสำคัญที่รับน้ำหนักได้มากและมีแรงกระแทกสูงซึ่งต้องใช้ชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อแรงกระแทกสูง เกียร์เชื่อมโยงไปถึงที่ผลิตโดยเทคโนโลยี3D บนเครื่องบินรบ F16อเมริกันไม่เพียงแต่ตรงตามมาตรฐานการใช้งานแต่ยังมีช่วงชีวิตเฉลี่ย2.5เท่าของเดิม

(4) ซ่อมแซมและขึ้นรูปชิ้นส่วน

นอกจากการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ3D ในการผลิตและการผลิตแล้วมูลค่าการใช้งานในการซ่อมแซมชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพสูงของโลหะไม่ได้หมายความว่าต่ำกว่าการผลิตเอง เท่าที่สถานการณ์ปัจจุบันเป็นกังวลศักยภาพของเทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ3D ในการซ่อมแซมการสร้างจะสูงกว่าการผลิตของตัวเอง

ใช้ชิ้นส่วนกังหันที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นตัวอย่าง เมื่อใบมีดบางใบบนดิสก์เสียหายพองกังหันทั้งหมดจะถูกทิ้งและการสูญเสียทางเศรษฐกิจโดยตรงมีค่ามากกว่าหนึ่งล้าน เมื่อเทียบกับอดีตชนิดของการสูญเสียนี้อาจจะไม่สามารถแก้ไขได้และอกหักแต่ขึ้นอยู่กับลักษณะของ3D การพิมพ์ชั้นโดยชั้นการผลิต, เราจะต้องถือว่าใบมีดที่เสียหายเป็นพื้นผิวพิเศษและดำเนินการขึ้นรูปเลเซอร์สามมิติในส่วนที่เสียหายรูปร่างของส่วนที่สามารถเรียกคืน, และประสิทธิภาพการทำงานตรงตามข้อกำหนดการใช้งานแม้จะสูงกว่าวัสดุฐาน เนื่องจากการควบคุมของกระบวนการพิมพ์3D ผลกระทบเชิงลบของการซ่อมแซมจึงมีจำกัดมาก

อันที่จริงชิ้นส่วนที่พิมพ์3D นั้นง่ายต่อการซ่อมแซมและจับคู่ได้ดีขึ้น เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการผลิตอื่นๆในกระบวนการซ่อมแซม3D เนื่องจากช่องว่างระหว่างกระบวนการผลิตและพารามิเตอร์การซ่อมแซมเป็นการยากที่จะรักษาความสม่ำเสมอของพื้นที่ซ่อมแซมและพื้นผิวในแง่ของเนื้อเยื่อองค์ประกอบและประสิทธิภาพ แต่ปัญหานี้ไม่มีอยู่เมื่อซ่อมชิ้นส่วน3D เกิดขึ้น กระบวนการซ่อมแซมถือได้ว่าเป็นความต่อเนื่องของกระบวนการผลิตสารเติมแต่งและพื้นที่ซ่อมแซมและพื้นผิวสามารถบรรลุการจับคู่ที่ดีที่สุด สิ่งนี้ตระหนักถึงความมีคุณธรรมในกระบวนการผลิตชิ้นส่วนการผลิตต้นทุนต่ำ + การซ่อมแซมต้นทุนต่ำ = ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจสูง

(5) ร่วมมือกับเทคโนโลยีการผลิตแบบดั้งเดิมและเสริมซึ่งกันและกัน

เทคโนโลยีการผลิตแบบดั้งเดิมเหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์รูปทรงขนาดใหญ่ในขณะที่เทคโนโลยีการพิมพ์3D เหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์โครงสร้างส่วนบุคคลหรือการกลั่น การผสมผสานเทคโนโลยีการพิมพ์3D และเทคโนโลยีการผลิตแบบดั้งเดิมแต่ละดึงจุดแข็งของมันให้การเล่นเต็มรูปแบบกับข้อดีที่เกี่ยวข้องและทำให้เทคโนโลยีการผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ตัวอย่างเช่นสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการประสิทธิภาพที่มีคุณภาพสูงบนพื้นผิวแต่ประสิทธิภาพเฉลี่ยตรงกลางเทคนิคการผลิตแบบดั้งเดิมสามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนรูปกลาง, จากนั้นเทคโนโลยีสเตอริโอฟอร์มมิ่งด้วยเลเซอร์สามารถใช้เพื่อสร้างชิ้นส่วนพื้นผิวบนส่วนกลางเหล่านี้ได้โดยตรงจึงให้กำเนิดเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพพื้นผิวที่สูง ศูนย์ต้องใช้ชิ้นส่วนทั่วไปซึ่งช่วยประหยัดความซับซ้อนของกระบวนการและลดกระบวนการผลิต ชุดการผลิตเสริมนี้มีค่าการใช้งานที่สำคัญในการผลิตและการผลิตชิ้นส่วน

นอกจากนี้สำหรับส่วนประกอบที่มีโครงสร้างภายนอกที่เรียบง่ายแต่มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนเมื่อใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบดั้งเดิมเพื่อผลิตโครงสร้างที่ซับซ้อนภายใน, กระบวนการนี้ยุ่งยากและขั้นตอนการประมวลผลที่ตามมามีความซับซ้อนซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการผลิตและยืดวงจรการผลิต การใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบดั้งเดิมภายนอกและการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์3D ภายในนั้นใกล้เคียงกับรูปร่างสุทธิโดยตรงเพื่อให้มีเพียงกระบวนการติดตามผลจำนวนน้อยเท่านั้นที่สามารถดำเนินการผลิตผลิตภัณฑ์ได้ซึ่งลดรอบการผลิตลดต้นทุน และนำเสนอการจับคู่ที่ลงตัวระหว่างเทคโนโลยีดั้งเดิมและเทคโนโลยีใหม่ๆการผสมผสานระหว่างการผลิตได้ตระหนักถึงการสื่อสารระหว่างกันและความซับซ้อน

ในฐานะที่เป็นสาขาการใช้งานหลักของเทคโนโลยีการพิมพ์3D การบินและอวกาศมีข้อดีทางเทคนิคที่เห็นได้ชัดแต่ไม่ได้หมายความว่าการพิมพ์3D โลหะมีอำนาจทุกอย่าง ในการผลิตจริงยังคงมีปัญหามากมายที่จะได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วนในการประยุกต์ใช้ทางเทคนิค ตัวอย่างเช่นในปัจจุบันการพิมพ์3D ไม่สามารถปรับให้เข้ากับการผลิตจำนวนมากไม่สามารถตอบสนองความต้องการที่มีความแม่นยำสูงและไม่สามารถบรรลุการผลิตที่มีประสิทธิภาพสูงได้ นอกจากนี้ปัจจัยสำคัญที่จำกัดการพัฒนาการพิมพ์3D คือต้นทุนที่สูงของอุปกรณ์และเขตข้อมูลพลเรือนส่วนใหญ่ไม่สามารถจ่ายต้นทุนการผลิตอุปกรณ์ที่สูงดังกล่าวได้ อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีวัสดุเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีเลเซอร์ต้นทุนการผลิตจะยังคงลดลงเพื่อตอบสนองความสามารถของอุตสาหกรรมการผลิตในการแบกรับต้นทุนการผลิต ในเวลานั้นการพิมพ์3D จะส่องแสงในด้านการผลิต