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湖北武汉3d打印中心:3D打印如何改善航空航天制造业?

作者:武汉易成三维科技有限公司 日期:2022-08-02 点击:582
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武汉易成三维科技是国内领先的3D打印、三维扫描仪综合方案供应商,始终专注于制造、教育、科研、军工等领域,迄今为止已为约600所著名高校、科研院所、约10000个企业机构提供专业的3D打印设备、服务及平台化数字智造应用方案。

夹具和固定装置

对于一些更平凡的3D打印应用来说,存在很大的好处,包括夹具和夹具的生产。对于每架飞机,公司都有数百种固定装置,导轨,模板和3D打印的仪表,与其他制造工艺相比,成本和交货时间通常可降低60%至90%。

代理人

代理项是在整个生产过程中使用的占位符部件,表示以后安装在最终程序集中的组件。NASA和几个空军基地通常在生产车间使用替代零件。

安装支架

3D打印通常用于制造结构性的小容量金属支架(使用DMSL / SLM),将复杂的救生系统安装到飞机的内壁上。

高细节视觉原型

使用材料喷射的3D打印能够产生具有与注塑成型相当的表面光洁度的多色设计。这些具有视觉吸引力的模型使设计人员能够在做出重要的生产决策之前更好地了解零件的形状和贴合度。

这种高度精确的原型制作方法也是空气动力学测试和分析的理想选择,因为3D打印的表面光洁度通常代表最终零件。20220514094801_40199.jpg

3D打印通常用于制造依赖于美学而不是功能的航空航天部件,例如门把手和灯罩,以控制车轮和完整的内部仪表板设计。

3D打印如何改善航空航天制造业?

几何设计自由度

航空航天应用利用先进的工程材料和复杂的几何形状,试图在提高性能的同时减轻重量。航空航天部件通常包括用于随形冷却的内部通道、内部特征、薄壁和复杂的曲面。

将组件合并为单个零件

通过3D打印工艺获得的设计自由度也有助于将多个零件整合到单个组件中。这样可以减轻重量(从而降低成本),并随时减少库存量。

表面光洁度

拥有正确的表面光洁度对于航空航天工业至关重要,3D打印部件可以进行后处理,以获得非常高的表面光洁度。一些技术,如材料喷射,可以在打印机上生产出具有光滑,注塑成型般的表面处理的零件,几乎不需要后处理。使用DMSL / SLM生产的高性能金属零件或使用粘合剂喷射生产的低成本金属零件也可以在印刷后进行平滑和抛光(甚至CNC加工),以提高其精度和表面光洁度。

零件方向

对于将裸载的功能部件,构建平台中的部件方向非常重要。由于3D打印的逐层性质,大多数零件将具有各向异性机械性能,并且在Z方向上会变弱。在设计过程中应该考虑到这一点。

支持结构

支撑结构用于3D打印,以提供坚固的基础,用于在悬垂上方或陡峭角度(45度以上)的墙壁上沉积材料。支撑在金属3D打印中也至关重要,因为它将零件固定在构建板中并防止翘曲。

印在支撑上的区域将具有较低的表面光洁度和一些支撑移除痕迹。如果这对您的零件来说不是最佳的,那么有些工艺不需要支撑结构,例如SLS和粘合剂喷射。

3D打印航空航天零件的最佳材料是什么?
查看此表,更深入地比较用于 3D 打印定制航空航天部件的材料。


应用示例部件要求推荐流程推荐材料
发动机舱柏油喷嘴挡板耐热功能部件断续器玻璃填充尼龙
客舱配件控制台控制部分定制功能旋钮服务水平协议标准树脂
风管气流管道柔性管道和波纹管导向器断续器尼龙12
全尺寸面板座椅靠背和入口门表面光洁度光滑的大型零件服务水平协议标准树脂
铸造金属零件支架和门把手使用 3D 打印模式铸造的金属部件SLA 和材料喷射浇注料树脂或蜡
金属部件悬架叉骨和GE喷气发动机坚固的、轻质的、功能性的金属部件DMLS/SLM钛或铝
挡板仪表板界面最终用途自定义屏幕边框材料喷射数字ABS
大灯原型完全透明、细节丰富的模型Material Jetting & SLA透明树脂


3D打印实践:卫星零件打印

卫星设计包括几何上特定的支架,将卫星主体与安装在两端的反射器和馈线设施连接起来。制造这些关键支架有两个不同的挑战。20220710162403_17726.jpg

这些支架必须将反射器和馈线设施组件牢固地固定在卫星的主体上。同样,这些支架必须能够承受对-170至100摄氏度的温度的影响。很少有材料可以满足这些支架承受的应力的要求。

空中客车公司的工程师通过使用钛3D打印这些支架来克服这些挑战。通过选择以增材制造方式制造支架,空中客车公司的工程师减少了材料浪费,整合零件(使组装更容易,劳动密集程度更低),优化了零件几何形状,并最终获得了重量更轻的组件。3D打印有助于降低生产零件的成本,并且由于部件重量更轻,因此将在卫星的整个生命周期内节省燃料。20220709222047_75414.jpg