Schall muudab 3D-printimise revolutsiooniliseks: lennunduse komponendid on stabiilsemad ja täpsemad!

Schall muudab 3D-printimise revolutsiooniliseks: lennunduse komponendid on stabiilsemad ja täpsemad!

Komponentide 3D-printimisega seotud väljakutsed ohutusega seotud valdkondades, nagu lennundus ja sõidukite ehitus, on märkimisväärsed. Vaatamata arenenud tehnoloogiatele kasutatakse neid komponente kvaliteediprobleemide tõttu harva. Saarlandi ülikooli tootmistehnika õppetooli uurimisrühm, mida juhib professor Dirk Bähre, on teinud komponentide kvaliteedi parandamisel väärtuslikke edusamme.

Doktorant Oliver Maureri eestvedamisel kasutatakse heli uudses protsessis väikeste metallkomponentide kvaliteedi tõstmiseks pulberkihi 3D-printimisel. Saarlandi ülikooli raporti kohaselt kasutatakse heli metallipulbri tihendamiseks laseriga sulamisprotsessi käigus. See suurendab toodetud komponentide stabiilsust ja homogeensust, mis on nende edasiseks kasutamiseks ülioluline. Kõlari integreerimine 3D-printerisse tekitab sihipäraseid vibratsioone, mis parandavad oluliselt prinditava materjali omadusi.

Kvaliteedi parandamise protseduurid

Helilainete kasutamine sarnaneb betooni tihendamisega. Suunatud helivibratsioon paneb metallipulbri osakesed üksteisele lähemale liikuma. Laser sulatab kokkupressitud pulbri, mille tulemuseks on rafineeritud kristallstruktuur ja parem tugevus. Aruanded näitavad, et lisaks tühimike minimeerimisele optimeerib see meetod ka komponentide mikrostruktuuri ja suurendab geomeetrilist täpsust. Selle uuendusliku tehnoloogia tulemuseks on vähem poore ja homogeensem pind.

Teine eelis on komponentide kiirem kättesaadavus, kuna uus meetod nõuab vähem järeltöötlust. Uuringud näitavad, et heli vibratsioon muudab sulamisprotsessi paremini kontrollitavaks, mis võib vähendada komponentide sisemist pinget. See pakub erilist huvi väikeste keeruka kujuga komponentide puhul, mida kasutatakse meditsiinitehnoloogias näiteks proteeside jaoks.

Protsess ei sobi mitte ainult teatud sulamitele, vaid seda saab üle kanda ka muud tüüpi metallidele. Maurer on juba avaldanud selle tehnoloogia kohta teadusartikleid ning otsib aktiivseid partnerettevõtteid, kes protsessi edasi arendaksid ja praktikas rakendaksid.

Lennunduse väljavaated

Lennunduse kontekstis tuginevad ettevõtted, nagu Trumpf, lisaainete tootmisele, et muuta komponendid kergemaks ja stabiilsemaks. Lisatehnoloogial on nüüd selles valdkonnas üle 20% turuosa ja see aitab minimeerida suuri transpordikulusid kosmosesse. Tipptasemel protsessid, nagu lasermetalli sulatamine (LMF) ja lasermetalli sadestamine (LMD) võimaldavad täpset disaini, mis kasutab materjali ainult seal, kus seda vajatakse. Näiteks sidesatelliitide kinnitus tehti 55% kergemaks, kaotamata seejuures stabiilsust.

Paljud ettevõtted tunnistavad täiustatud 3D-printimise tehnikate väärtust ohutuskriitiliste rakenduste jaoks. Saarlandi ülikooli arengud pakuvad paljutõotavaid lähenemisviise olemasolevate probleemide lahendamiseks ja uute turgude avamiseks.