Η Schall φέρνει επανάσταση στην τρισδιάστατη εκτύπωση: εξαρτήματα για την αεροπορία πιο σταθερά και ακριβή!

Η Schall φέρνει επανάσταση στην τρισδιάστατη εκτύπωση: εξαρτήματα για την αεροπορία πιο σταθερά και ακριβή!

Οι προκλήσεις στην τρισδιάστατη εκτύπωση εξαρτημάτων για τομείς που σχετίζονται με την ασφάλεια, όπως η αεροδιαστημική και η κατασκευή οχημάτων είναι σημαντικές. Παρά τις προηγμένες τεχνολογίες, αυτά τα εξαρτήματα χρησιμοποιούνται σπάνια λόγω προβλημάτων ποιότητας. Μια ερευνητική ομάδα στην Έδρα Μηχανικών Κατασκευής στο Πανεπιστήμιο του Saarland, με επικεφαλής τον καθηγητή Dirk Bähre, έχει σημειώσει πολύτιμη πρόοδο στη βελτίωση της ποιότητας των εξαρτημάτων.

Υπό την ηγεσία του διδακτορικού φοιτητή Oliver Maurer, ο ήχος χρησιμοποιείται σε μια νέα διαδικασία για την αύξηση της ποιότητας των μικρών μεταλλικών εξαρτημάτων στην τρισδιάστατη εκτύπωση σε κρεβάτι σκόνης. Σύμφωνα με μια έκθεση από το Πανεπιστήμιο του Σάαρλαντ, ο ήχος χρησιμοποιείται για τη συμπίεση μεταλλικής σκόνης κατά τη διαδικασία τήξης με λέιζερ. Αυτό οδηγεί σε αυξημένη σταθερότητα και ομοιογένεια των παραγόμενων συστατικών, κάτι που είναι κρίσιμο για την περαιτέρω εφαρμογή τους. Η ενσωμάτωση ενός ηχείου στον 3D εκτυπωτή δημιουργεί στοχευμένους κραδασμούς που βελτιώνουν σημαντικά τις ιδιότητες του εκτυπωμένου υλικού.

Διαδικασίες βελτίωσης της ποιότητας

Η χρήση ηχητικών κυμάτων είναι παρόμοια με τη συμπίεση σκυροδέματος. Η στοχευμένη ηχητική δόνηση αναγκάζει τα σωματίδια της μεταλλικής σκόνης να πλησιάσουν μεταξύ τους. Το λέιζερ λιώνει τη συμπιεσμένη σκόνη, με αποτέλεσμα μια εκλεπτυσμένη κρυσταλλική δομή και βελτιωμένη αντοχή. Οι αναφορές δείχνουν ότι εκτός από την ελαχιστοποίηση των κενών, αυτή η μέθοδος βελτιστοποιεί επίσης τη μικροδομή των εξαρτημάτων και αυξάνει τη γεωμετρική ακρίβεια. Λιγότεροι πόροι και πιο ομοιογενής επιφάνεια είναι το αποτέλεσμα αυτής της καινοτόμου τεχνολογίας.

Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η ταχύτερη διαθεσιμότητα των εξαρτημάτων, καθώς η νέα μέθοδος απαιτεί λιγότερη μετα-επεξεργασία. Μελέτες δείχνουν ότι οι ηχητικές δονήσεις κάνουν τη διαδικασία τήξης πιο ελεγχόμενη, γεγονός που θα μπορούσε να μειώσει την εσωτερική καταπόνηση των εξαρτημάτων. Αυτό έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για μικρά, πολύπλοκου σχήματος εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται στην ιατρική τεχνολογία για προθέσεις, για παράδειγμα.

Η διαδικασία δεν είναι κατάλληλη μόνο για ορισμένα κράματα, αλλά μπορεί επίσης να μεταφερθεί σε άλλους τύπους μετάλλων. Η Maurer έχει ήδη δημοσιεύσει επιστημονικά άρθρα σχετικά με αυτή την τεχνολογία και αναζητά ενεργές συνεργαζόμενες εταιρείες για την περαιτέρω ανάπτυξη και εφαρμογή της διαδικασίας στην πράξη.

Αεροδιαστημικές Προοπτικές

Στο πλαίσιο της αεροδιαστημικής, εταιρείες όπως η Trumpf βασίζονται στην κατασκευή προσθέτων για να κάνουν τα εξαρτήματα ελαφρύτερα και πιο σταθερά. Η τεχνολογία πρόσθετων έχει πλέον πάνω από 20% μερίδιο αγοράς σε αυτόν τον τομέα και συμβάλλει στην ελαχιστοποίηση του υψηλού κόστους μεταφοράς στο διάστημα. Οι διεργασίες αιχμής όπως η σύντηξη μετάλλων με λέιζερ (LMF) και η εναπόθεση μετάλλων με λέιζερ (LMD) επιτρέπουν ακριβή σχέδια που χρησιμοποιούν ειδικά υλικά μόνο όπου χρειάζεται. Για παράδειγμα, μια βάση για δορυφόρους επικοινωνιών έγινε 55% ελαφρύτερη χωρίς να χάσει τη σταθερότητα.

Πολλές εταιρείες αναγνωρίζουν την αξία των βελτιωμένων τεχνικών τρισδιάστατης εκτύπωσης για κρίσιμες για την ασφάλεια εφαρμογές. Οι εξελίξεις στο Πανεπιστήμιο του Σάαρλαντ προσφέρουν ελπιδοφόρες προσεγγίσεις για την επίλυση υφιστάμενων προβλημάτων και το άνοιγμα νέων αγορών.