1. De waarde van lichtgewicht constructies voor ruimtevaartuigen.
In de ruimteomgeving moeten ruimteschepen onder meer de luchtweerstand en de zwaartekracht van de aarde overwinnen. Lichtgewicht ontwerp vermindert niet alleen effectief de massa van ruimtevaartuigen, het energieverbruik, de transportefficiëntie en de massa van het ontwerp, maar helpt ook de levensduur van ruimtevaartuigen te verlengen en de lanceringskosten te verlagen. Als zodanig is lichtgewicht een hoofddoel geworden bij het ontwerp en de productie van ruimteschepen.
2. Kenmerken en voordelen van 3D-printen van metaal
Metaal 3D-printen, ook wel additieve productietechnologie genoemd, assembleert driedimensionale objecten door laag voor laag metaalpoeders of draden te stapelen. Ten opzichte van conventionele subtractieve productie of gerelateerde materiaalproductietechnologieën heeft 3D-printen met metaal verschillende duidelijke voordelen.
Door componenten te produceren met uitdagende binnenstructuren en geometrische vormen, helpt de 3D-printtechnologie van metaal complexe structuren te creëren. Deze capaciteit stelt ontwerpers in staat lichtere constructies te bouwen, zoals honingraat, traliewerk, enz., en zo een lichtgewicht te bereiken zonder de mechanische prestaties in gevaar te brengen.
Door middel van laag voor laag stapeltechniek maakt de 3D-printtechnologie van metaal exacte controle en efficiënt materiaalgebruik mogelijk, waardoor materiaalverspilling wordt verminderd. Dit is nogal cruciaal omdat het bepaalt hoeveel hulpbronnen er moeten worden gebruikt en hoe goedkoop ruimtevaartuigen moeten worden geproduceerd.
Door ontwerp en productie te laten convergeren, verkort de 3D-printtechnologie voor metaal de tijdcyclus van ontwerp tot productie aanzienlijk. Door CAD-modellen rechtstreeks naar echte modellen te vertalen, kunnen ontwerpers deze snel testen en valideren, waardoor de iteratie en verbetering van lichtgewicht ontwerp wordt versneld.
Metaal 3D-printtechnologie kan lichtgewicht oplossingen bieden voor ruimtevaartuigen in veel toepassingsscenario's, afhankelijk van de smaak van de gebruiker. Deze flexibiliteit stelt ruimtevaartuigen in staat zich snel aan te passen om aan verschillende specifieke missies te voldoen en de algemene prestaties te verbeteren.
De toepassingscasus van 3D-printen met metaal in lichtgewicht ruimtevaartuigstructuren
De prestaties van het straalmotormondstuk, een noodzakelijk onderdeel van elk ruimtevaartuig, hebben rechtstreeks invloed op de betrouwbaarheid en efficiëntie van de vlucht. Vooral die met koelkanalen kunnen 3D-printtechnologieën voor metaal complexe vormen en een grote nauwkeurigheid in motorsproeiers creëren. Door middel van een lichtgewicht ontwerp verbeteren deze sproeiers niet alleen de stabiliteit en de verbrandingsefficiëntie van de motor, maar helpen ze ook het totale gewicht te verminderen, waardoor de draagefficiëntie wordt verbeterd.
Het frame van de satelliet ondersteunt de weerstand tegen verschillende spanningen en het behoud van een constante houding. Lichtgewicht satellietframes garanderen mechanische prestaties door complexe honingraatconstructies geproduceerd uit 3D-printen van metaal. Bovendien kan 3D-printen met metaal het aanpassen van satellietframes mogelijk maken om aan de verschillende behoeften van verschillende ruimtevaartuigen te voldoen.
Om de interne omgevingsstabiliteit te behouden, moeten schotten van ruimtevaartuigen de omgevingsdruk en temperatuurschommelingen van buitenaf bestrijden. Metaal 3D-printtechnologie kan door middel van interne structuur en materiaalverdeling zeer sterke en isolerende cabinewandconstructies genereren, waardoor een lichtgewicht wordt bereikt. Deze schotten helpen het totale gewicht van het ruimtevaartuig te verminderen en de betrouwbaarheid en veiligheid ervan te verbeteren.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/aluminum-3d-printing-bike-stem.html