Schall rewolucjonizuje druk 3D: komponenty dla lotnictwa bardziej stabilne i precyzyjne!

Schall rewolucjonizuje druk 3D: komponenty dla lotnictwa bardziej stabilne i precyzyjne!

Wyzwania związane z drukowaniem 3D komponentów w obszarach istotnych dla bezpieczeństwa, takich jak przemysł lotniczy i budowa pojazdów, są znaczne. Pomimo zaawansowanych technologii, komponenty te są rzadko stosowane ze względu na problemy jakościowe. Zespół badawczy w Katedrze Inżynierii Produkcji na Uniwersytecie Saarland, kierowany przez profesora Dirka Bähre, poczynił cenne postępy w poprawie jakości komponentów.

Pod kierownictwem doktoranta Olivera Maurera dźwięk jest wykorzystywany w nowatorskim procesie poprawiającym jakość małych elementów metalowych w druku 3D w złożu proszkowym. Według raportu Uniwersytetu Saarland do zagęszczania proszku metalicznego podczas procesu topienia za pomocą lasera wykorzystuje się dźwięk. Prowadzi to do zwiększonej stabilności i jednorodności wytwarzanych komponentów, co ma kluczowe znaczenie dla ich dalszego zastosowania. Zintegrowanie głośnika z drukarką 3D powoduje powstawanie ukierunkowanych wibracji, które znacząco poprawiają właściwości drukowanego materiału.

Procedury doskonalenia jakości

Używanie fal dźwiękowych przypomina zagęszczanie betonu. Ukierunkowane wibracje dźwiękowe powodują, że cząsteczki proszku metalu zbliżają się do siebie. Laser topi zagęszczony proszek, co skutkuje udoskonaloną strukturą krystaliczną i zwiększoną wytrzymałością. Z raportów wynika, że ​​oprócz minimalizacji pustych przestrzeni metoda ta optymalizuje również mikrostrukturę komponentów i zwiększa dokładność geometryczną. Dzięki tej innowacyjnej technologii mniej porów i bardziej jednorodna powierzchnia są efektem zastosowania tej innowacyjnej technologii.

Kolejną zaletą jest szybsza dostępność komponentów, ponieważ nowa metoda wymaga mniej obróbki końcowej. Badania pokazują, że wibracje dźwiękowe sprawiają, że proces topienia jest bardziej kontrolowany, co może zmniejszyć naprężenia wewnętrzne komponentów. Jest to szczególnie interesujące w przypadku małych elementów o skomplikowanych kształtach, które są stosowane na przykład w technologii medycznej do protez.

Proces ten jest odpowiedni nie tylko dla niektórych stopów, ale można go również przenieść na inne rodzaje metali. Maurer opublikował już artykuły naukowe na temat tej technologii i poszukuje aktywnych firm partnerskich do dalszego rozwoju i zastosowania procesu w praktyce.

Perspektywy lotnicze

W przemyśle lotniczym firmy takie jak Trumpf polegają na produkcji przyrostowej, aby komponenty były lżejsze i bardziej stabilne. Technologia addytywna ma obecnie ponad 20% udziału w rynku w tym obszarze i pomaga minimalizować wysokie koszty transportu w przestrzeń kosmiczną. Najnowocześniejsze procesy, takie jak laserowa fuzja metali (LMF) i laserowe osadzanie metalu (LMD), umożliwiają precyzyjne projekty, w których materiał wykorzystuje się tylko tam, gdzie jest on potrzebny. Na przykład uchwyt do satelitów komunikacyjnych został zmniejszony o 55% lżejszy, bez utraty stabilności.

Wiele firm dostrzega wartość ulepszonych technik druku 3D w zastosowaniach krytycznych dla bezpieczeństwa. Rozwój Uniwersytetu Saary oferuje obiecujące podejście do rozwiązywania istniejących problemów i otwierania nowych rynków.