1. Gebruik van 3D-printtechnologie van metaal bij de constructie van ruimtevaartuigen
Door laag voor laag metaalpoeders of -draden te stapelen, is 3D-printen van metaal, ook wel metal additive manufacturing genoemd, een methode voor het bouwen van ingewikkelde driedimensionale structuren. Metaal 3D-printtechnologie biedt grote voordelen bij de constructie van ruimtevaartuigen, waaronder grote ontwerpvrijheid, grote productienauwkeurigheid, uitstekende materiaalbesparing en de capaciteit om gecompliceerde constructies te bouwen. Met name bij motoronderdelen, brandstofopslagtanks, thermische beveiligingssystemen en structurele ondersteuningscomponenten hebben deze voordelen ervoor gezorgd dat de 3D-printtechnologie van metaal die veel wordt gebruikt in de bouw van ruimtevaartuigen zeer gebruikelijk is.
2. Hoe kan 3D-printen met metaal het brandstofverbruik van ruimtevaartuigen verminderen?
Verbeter de motorconstructie.
Motorcomponenten, waaronder ingewikkelde interne koelkanalen en exacte geometrische vormen, zoals turbinebladen en verbrandingskamers, kunnen worden geproduceerd met 3D-printtechnologie van metaal. Deze ingewikkelde ontwerpen helpen de thermische efficiëntie en stuwkracht van de motor te verbeteren, waardoor het brandstofverbruik wordt verlaagd. Dunnere wanddiktes en ingewikkeldere koelkanalen in metalen 3D-geprinte turbinebladen zorgen bijvoorbeeld voor minder warmteverlies en verhogen de algemene efficiëntie van de motor.
Ontwerp met licht gewicht
Het brandstofverbruik van een ruimtevaartuig wordt grotendeels beïnvloed door zijn gewicht. Door middel van structurele structuur en materiaalverdeling om onnodig gewicht te minimaliseren, kan de 3D-printtechnologie van metaal een lichtgewicht ontwerp realiseren. Dunnere wanddiktes en ingewikkeldere vormen, mogelijk gemaakt door de 3D-printtechnologie van metaal, helpen bijvoorbeeld om het gewicht te verlagen zonder de structurele integriteit van de geproduceerde benzineopslagtanks in gevaar te brengen. Bovendien is met metaal 3D-printen een geïntegreerd ontwerp mogelijk, waarbij verschillende onderdelen tot één geheel worden gecombineerd, waardoor het gewicht en het aantal connectoren wordt verlaagd.
Verhoog de productieprecisie en verminder materiaalverspilling.
Hoge nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van 3D-printtechnologieën voor metaal zorgen voor een exacte controle van het materiaalverbruik tijdens de productie. Door de materiaalverspilling en het aantal defecte goederen in het productieproces te helpen verminderen, helpt dit de productiekosten en het brandstofverbruik te verlagen. Bovendien is met metaal 3D-printtechnologie on-demand productie mogelijk, dat wil zeggen het creëren van het benodigde aantal componenten op basis van de reële vraag, waardoor overproductie en voorraadachterstanden worden voorkomen.
Nieuw thermisch beschermingsmechanisme
Tijdens de vlucht moeten ruimtevaartuigen bestand zijn tegen vrij hoge temperaturen en druk. Thermische beschermingssystemen met ingewikkelde geometrische vormen en meerlaagse structuren, mogelijk gemaakt door 3D-printtechnologie van metaal, kunnen met meer succes warmte absorberen en distribueren, waardoor ruimtevaartuigen worden beschermd tegen schade door hoge temperaturen. Het verminderen van het warmteverlies en het energieverbruik van ruimtevaartuigen tijdens de vlucht door middel van een optimaal ontwerp van het thermische beveiligingssysteem helpt het brandstofverbruik te verlagen.
Verbeter de betrouwbaarheid en robuustheid.
Een hogere betrouwbaarheid en duurzaamheid van componenten kan worden geproduceerd door 3D-printtechnologieën voor metaal. Uitstekende mechanische eigenschappen en corrosiebestendigheid kunnen worden gegarandeerd door exacte controle van de parameters en materiaalkeuze tijdens het productieproces. Dit verlaagt het uitvalpercentage en de onderhoudskosten van ruimtevaartuigen tijdens de vlucht, waardoor hun levensduur wordt verlengd en het brandstofverbruik wordt verlaagd.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/hydraulic-components-by-3d-printing.html