Sut Mae Argraffu 3D o Aloeon Alwminiwm yn Ailddiffinio Rhannau Awyrofod Ysgafn

Mae peirianwyr awyrofod, UAV a lloeren yn rhedeg i'r un terfyn caled o hyd: mae'n rhaid i'r rhan fynd yn ysgafnach heb fynd yn wannach. Mae gwaith CNC confensiynol yn dechrau gyda biled solet, yn dileu'r rhan fwyaf ohono fel sgrap, ac yn dal i fethu â chreu'r geometreg fewnol a fyddai'n torri màs mewn gwirionedd. Mae amseroedd arweiniol yn ymestyn, costau deunydd yn dringo, ac mae'r dyluniad yn parhau i gael ei gyfyngu gan yr hyn y gall torrwr ei gyrraedd.Argraffu 3D o aloion alwminiwmyn newid yr hafaliad hwnnw. Trwy adneuo deunydd dim ond lle mae ei angen, mae'r broses yn agor rhyddid dylunio nad yw dulliau tynnu yn ei ganiatáu.

Offeren yw'r prif ysgogydd perfformiad o hyd. Mae data cyhoeddus gan NASA a fframwyr aer mawr yn dangos y gall pob cilogram sy'n cael ei dynnu o ffrâm awyr leihau llosgi tanwydd oes o swm mesuradwy a rhyddhau llwyth tâl neu ystod. Ar UAVs trydan a lloerennau bach mae'r effaith yn fwy uniongyrchol-mae màs is yn ymestyn dygnwch yn uniongyrchol neu'n caniatáu synwyryddion ychwanegol.

Mae peiriannu traddodiadol yn aml yn cynhyrchu cymarebau uchel o brynu{0}i-. Gall braced cymhleth ddechrau fel biled mawr a gorffen ar ffracsiwn o'r pwysau hwnnw. Mae gweithgynhyrchu ychwanegion yn gwrthdroi'r gymhareb oherwydd bod powdr nas defnyddiwyd yn adenilladwy i raddau helaeth. Mae llai o ddeunydd yn cael ei brynu, mae llai yn cael ei daflu, ac nid yw'r geometreg bellach yn gyfyngedig gan fynediad offer.

Mae aloion alwminiwm yn parhau i fod yn ymarferol ar gyfer llawer o gydrannau printiedig metel 3D oherwydd eu bod yn cyfuno dwysedd isel â chryfder y gellir ei ddefnyddio, ymwrthedd cyrydiad a weldadwyedd. Pan gaiff ei brosesu gan bowdr laser-fusion gwely, mae AlSi10Mg yn cynhyrchu rhannau trwchus sy'n ymateb yn dda i driniaeth wres.

AlSi10Mg yw'r dewis mwyaf cyffredin ar gyfer gwaith gwasanaeth argraffu 3D aloi alwminiwm. Ar ôl triniaeth hydoddiant a heneiddio mae'n darparu priodweddau tynnol cystadleuol gyda llawer o raddau cast tra'n cadw mantais pwysau proses siâp net bron. Gall yr un peiriannau sy'n argraffu alwminiwm newid i aloion titaniwm pan fo angen cryfder absoliwt uwch neu wrthwynebiad tymheredd, gan roi opsiynau i beirianwyr y tu mewn i ffatri argraffu 3D metel sengl.

Yr hyn sydd bwysicaf i ddylunwyr yw'r gymhareb cryfder effeithiol i bwysau unwaith y bydd topoleg a strwythurau mewnol yn cael eu cymhwyso. Dim ond rhan o'r stori yw'r deunydd ei hun; mae'r gallu i'w osod ar hyd llwybrau llwyth yn unig yn gwneud y gweddill.

Mae tri dull yn sicrhau’r gostyngiadau màs mwyaf yn gyson:

Mae optimeiddio topoleg yn ailddosbarthu deunydd ar hyd llwybrau straen cynradd ac yn dileu popeth arall. Mae'r siapiau canlyniadol yn edrych yn organig, ond maent yn cario'r llwythi gofynnol ar bwysau is. Mae'r rhan fwyaf o dimau awyrofod bellach yn trin argraffu 3D optimeiddio topoleg fel cam dylunio cynnar safonol yn hytrach nag opsiwn arbrofol.

Mae strwythurau dellt a diliau yn disodli waliau solet gyda phatrymau mewnol rheoledig. Gellir tiwnio anystwythder tra bod màs yn disgyn. Mae cymwysiadau awyrofod argraffu 3D strwythur dellt yn ymddangos mewn cromfachau, gorchuddion a chyfnewidwyr gwres lle mae perfformiad strwythurol a thermol yn bwysig.

Mae cydgrynhoi rhan yn troi cydosodiadau aml-darn yn gydrannau printiedig sengl. Mae caewyr, morloi a gweithrediadau eilaidd yn diflannu, ynghyd â'u pwysau a'u pwyntiau methiant posibl. Mae amser y cynulliad a'r rhestr eiddo yn crebachu ar yr un pryd.

Gyda'i gilydd, mae'r dulliau hyn yn cynhyrchu arbedion pwysau yn rheolaidd yn yr ystod 20-40% o'i gymharu â'r dyluniadau wedi'u peiriannu gwreiddiol, er bod yr union ffigur bob amser yn dibynnu ar y cyfyngiadau cychwynnol.

Anaml y bydd rhan alwminiwm sydd wedi'i hargraffu a'i thrin yn dda yn cael ei gorffen. Mae amgylcheddau awyrofod yn dal i fynnu gwell ymwrthedd traul, dargludedd trydanol, amddiffyniad rhag cyrydiad neu berfformiad blinder nag y gall yr arwyneb adeiledig ei ddarparu. Mae platio metel ar gyfer rhannau printiedig 3D yn mynd i'r afael â'r bylchau hynny.

Mae prosesu post nodweddiadol yn dechrau gyda lleddfu straen a heneiddio, ac yna peiriannu CNC o ryngwynebau critigol a wynebau selio. Ar ôl hynny daw anodizing, haenau trawsnewid cemegol, nicel electroless neu orffeniadau gradd awyrofod eraill. Mae'r union ddilyniant yn cael ei yrru gan yr amgylchedd gweithredu a gofynion ardystio.

Mae cotio wedi'i gymhwyso'n gywir yn cau mandylledd arwyneb gweddilliol, yn codi caledwch wyneb ac yn creu rhwystr yn erbyn lleithder a chyfryngau cyrydol. Mae bywyd blinder yn aml yn gwella'n sylweddol o'i gymharu ag arwynebau heb eu trin, a dyna pam mae llawer o hedfan-hanfodolcydrannau printiedig metel 3Ddal i dderbyn platio ar ôl peiriannu.

Daeth gwneuthurwr UAV â braced strwythurol i Sunhingstones a oedd eisoes wedi'i optimeiddio ar gyfer CNC ond eto'n dal i fethu'r targed màs o dan lwythi dirgryniad. Cymhwysodd y tîm optimeiddio topoleg a delltau mewnol, yna argraffodd y rhan yn AlSi10Mg. Ar ôl triniaeth wres, peiriannu rhyngwyneb a phlatio amddiffynnol, daeth y gydran orffenedig i mewn 27% yn ysgafnach wrth fodloni pob gofyniad strwythurol ac amgylcheddol. Amser o rewi'r cynllun i galedwedd parod yr awyren gyntaf wedi'i fyrhau o tua 40 % o'i gymharu â'r llwybr aml-ddarn blaenorol. Yn ddiweddarach, cefnogodd yr un gwneuthurwr argraffu metel 3D y rhediad cynhyrchu cyfaint isel, gan ddangos y gall y broses symud o brototeip i galedwedd ardystiedig pan fydd olrheiniadwyedd deunyddiau a rheolaethau proses ar waith.

Mae grwpiau masnach sy'n canolbwyntio ar orffeniad arwyneb a gweithgynhyrchu awyrofod, gan gynnwys trafodaethau o dan ymbarél ESTA, wedi nodi bod prosesau ychwanegion yn symud o raglenni arbrofol i ddefnydd cynhyrchu. Mae'r cyfuniad o dopoleg-rhannau alwminiwm wedi'u hoptimeiddio a phrosesu post priodol, gan gynnwys platio, yn cael ei nodi dro ar ôl tro fel llwybr ymarferol i galedwedd hedfan ysgafnach. Mae'r gydnabyddiaeth honno'n adlewyrchu hyder cynyddol yn y dechnoleg pan fydd systemau ansawdd yn cael eu cymhwyso'n gywir.

Mae pris yn unig yn hidlydd gwael. Mae meini prawf defnyddiol yn cynnwys:

AS9100 neu ardystiad ansawdd awyrofod cyfatebol

Deunydd llawn ac olrhain powdr

Gallu prosesu post wedi'i reoli (triniaeth wres, peiriannu, platio)

Profiad profedig gyda chaledwedd tebyg i hedfan neu awyren-

Dyluniad clir-ar gyfer-canllawiau ychwanegion a phrototeip gweddnewid rhesymol

Y gallu i symud o brototeip i gynhyrchu bach i ganolig, gan gynnwys cyflenwad cyfanwerthol pan fydd cyfaint yn cynyddu

Mae ffatri argraffu 3D metel sy'n gallu trafod y pwyntiau hyn gydag enghreifftiau concrit yn fwy tebygol o ddarparu rhannau sy'n diwallu anghenion peirianneg ac amserlen.

Os ydych chi'n pwyso argraffu metel 3D yn erbyn cydran awyrofod ysgafn gyfredol, y cam nesaf ymarferol yw rhannu'r gofynion geometreg a pherfformiad gyda gwneuthurwr cymwys. Mae adolygiad dylunio byr fel arfer yn datgelu a fydd optimeiddio topoleg, strwythurau dellt neu gydgrynhoi rhannol yn sicrhau enillion pwysau ac amserlen defnyddiol ar gyfer y rhan benodol honno.