Schall mullistaa 3D-tulostuksen: ilmailun komponentit vakaampia ja tarkempia!

Schall mullistaa 3D-tulostuksen: ilmailun komponentit vakaampia ja tarkempia!

Turvallisuuden kannalta tärkeiden alueiden, kuten ilmailu- ja ajoneuvojen rakentamisen, komponenttien 3D-tulostuksen haasteet ovat huomattavia. Edistyneestä tekniikasta huolimatta näitä komponentteja käytetään harvoin laatuongelmien vuoksi. Professori Dirk Bähren johtama Saarlandin yliopiston tuotantotekniikan katedraalin tutkimusryhmä on edistynyt arvokkaasti komponenttien laadun parantamisessa.

Tohtoriopiskelija Oliver Maurerin johdolla ääntä käytetään uudessa prosessissa pienten metallikomponenttien laadun parantamiseksi jauhepetissä 3D-tulostuksessa. Saarlandin yliopiston raportin mukaan ääntä käytetään metallijauheen tiivistämiseen laserin sulatusprosessin aikana. Tämä johtaa valmistettujen komponenttien lisääntyneeseen stabiilisuuteen ja homogeenisuuteen, mikä on ratkaisevan tärkeää niiden jatkokäytön kannalta. Kaiuttimen integrointi 3D-tulostimeen luo kohdennettuja tärinöitä, jotka parantavat merkittävästi tulostetun materiaalin ominaisuuksia.

Laadun parantamismenettelyt

Ääniaaltojen käyttö on samanlaista kuin betonin tiivistäminen. Kohdennettu äänivärähtely saa metallijauhehiukkaset liikkumaan lähemmäksi toisiaan. Laser sulattaa tiivistetyn jauheen, mikä johtaa hienostuneeseen kiderakenteeseen ja parantuneeseen lujuuteen. Raportit osoittavat, että onteloiden minimoimisen lisäksi tämä menetelmä optimoi myös komponenttien mikrorakenteen ja lisää geometrista tarkkuutta. Vähemmän huokosia ja tasaisemman pinnan ansiosta tämä innovatiivinen tekniikka.

Toinen etu on komponenttien nopeampi saatavuus, sillä uusi menetelmä vaatii vähemmän jälkikäsittelyä. Tutkimukset osoittavat, että äänen värähtelyt tekevät sulamisprosessista kontrolloidumman, mikä voi vähentää komponenttien sisäistä jännitystä. Tämä on erityisen kiinnostavaa pienten, monimutkaisen muotoisten komponenttien kohdalla, joita käytetään lääketieteellisessä tekniikassa esimerkiksi proteeseihin.

Prosessi ei sovellu vain tietyille metalliseoksille, vaan se voidaan siirtää myös muihin metallityyppeihin. Maurer on jo julkaissut tieteellisiä artikkeleita tästä teknologiasta ja etsii aktiivisia yhteistyökumppaneita kehittämään ja soveltamaan prosessia käytännössä.

Aerospace Prospects

Ilmailu- ja avaruusteollisuudessa Trumpfin kaltaiset yritykset luottavat lisäainevalmistukseen tehdäkseen komponenteista kevyempiä ja vakaampia. Additiiviteknologialla on nyt yli 20 %:n markkinaosuus tällä alueella ja se auttaa minimoimaan korkeita kuljetuskustannuksia avaruuteen. Huipputekniikan prosessit, kuten lasermetallifuusio (LMF) ja lasermetallipinnoitus (LMD), mahdollistavat tarkat suunnittelut, joissa käytetään materiaalia vain siellä, missä sitä tarvitaan. Esimerkiksi viestintäsatelliittien teline tehtiin 55 % kevyemmäksi menettämättä vakautta.

Lukuisat yritykset tunnustavat parannettujen 3D-tulostustekniikoiden arvon turvallisuuden kannalta kriittisissä sovelluksissa. Saarland Universityn kehitys tarjoaa lupaavia lähestymistapoja olemassa olevien ongelmien ratkaisemiseen ja uusien markkinoiden avaamiseen.