AM-Additive Manufacturing ofri pwodiksyon ayewospasyal gwo volim nan konpozan konpleksite segondè otreman pa posib ak teknik fabrikasyon tradisyonèl yo. Pandan ke gen anpil egzanp nan pi gwo konpayi ayewospasyal ak anpil start-ups, L-PBF selektif lazè metal fizyon enprime 3D se kounye a pwosesis ki pi dominan, ki te swiv pa DED (ki gen ladan LW-DED ak LP-DED).
Alyaj AM komen pou aplikasyon pou Aerospace
Chwa metal yo pou bezwen manifakti aditif aerospace te elaji pou enkli alyaj aliminyòm, asye pur, alyaj Titàn, superalliaj nikèl ak fè ki baze sou, alyaj kwiv, ak alyaj refractory.
Rasin yo nan kèk nan alyaj sa yo ka remonte tounen nan metòd tradisyonèl D 'epi yo kontinye ap itilize nan konpozan ayewospasyal. Nouvo ak ki deja egziste alyaj yo toujou ap devlope, kidonk lis aktyèl la nan alyaj se pa konplè.
Anplis de sa, anpil nan alyaj aktyèl yo te sèlman rive nan etap devlopman epi yo ka pa totalman kalifye pou aplikasyon ayewospasyal lè l sèvi avèk pwosesis fabrikasyon aditif espesifik, kote L-PBF, LP-DED, ak AW-DED se zòn ki pi etidye.
Tou depan de pwosesis fabrikasyon aditif yo itilize, materyo an varye de poud pre-alyaj (anjeneral ki pwodui pa atomizasyon gaz), fil, fèy, oswa baton solid. Pandan ke kantite alyaj disponib limite konpare ak alyaj fòje, toujou gen anpil komen ak byen li te ye-wo tanperati ak popilè alyaj ayewospasyal ki disponib, ak opozisyon an ke nivo matirite yo varye.
Superalliaj ki baze sou nikèl
Superalliaj ki baze sou nikèl yo lajman popilè sou platfòm AM-Additive Manufacturing, ak Inconel 625 ak Inconel 718 yo itilize nan anpil aplikasyon. Superalliaj ki baze sou nikèl ak fè yo te chwazi pou ekselan pwopriyete mekanik yo nan tanperati ki wo ak presyon, epi yo souvan itilize nan anviwònman piman bouk (korozyon ak rezistans oksidasyon).
Superalliaj ki baze sou fè tankou A-286, JBK{-75, ak NASA HR-1 yo souvan itilize nan aplikasyon idwojèn presyon wo tankou motè fize pou diminye risk ki asosye ak frajilman anviwònman idwojèn. (HEE). Anplis de sa, superalliaj sa yo gen gwo rezistans ranpe. Konbinezon pwopriyete sa yo ede siyifikativman ogmante efikasite motè avyon modèn yo.
Superalliaj yo se metal kle nan fabrikasyon anpil konpozan nan motè turbine gaz ki gen gwo presyon, ki gen ladan konbustè a, turbine, bwat, disk, ak lam.
Lòt aplikasyon pou wo ak ba-tanperati gen ladan tiyo pou motè fize likid, turbomachinery, injecteurs, igniters, ak manifoul. Kounye a, plis pase 50 pousan nan motè avyon avanse pa pwa yo konpoze de superalliaj nikèl ki baze sou.
Titàn alyaj
Rapò fòs-a-pwa se yon lòt metrik kle, ki se poukisa alyaj Titàn vini an sou la men. Titàn alyaj yo trè entegre nan aplikasyon ayewospasyal - ofri ekselan rezistans korozyon ak itilizasyon tanperati modere - epi yo te yon sijè nan enterè entans nan fabrikasyon aditif.
Espesyalman, Ti-6Al{-4V se yon alyaj komen pou angrenaj aterisaj, ankadreman pote, machin wotasyon, disk ak lam COMPRESSOR, tank propelent kriyojenik, ak anpil lòt konpozan ayewospasyal. Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti6242) yo itilize nan lam COMPRESSOR ak machin wotasyon, pandan y ap aluminid Titàn (-TiAl) aktivman itilize nan lam turbine. .
Aliminyòm alyaj
Malgre ke pi fèb pase alyaj Titàn, alyaj aliminyòm gen yon bon rapò fòs-a-pwa epi yo se yon chwa materyèl ayewospasyal komen (ak byen etabli). Dapre 3D Science Valley, alyaj aliminyòm yo itilize nan pwodiksyon pati aditif yo enkli seri 1xxx, 2xxx, 4xxx, 6xxx, ak 7xxx ki baze sou eleman alyaj, anpil ladan yo fabrike lè l sèvi avèk pwosesis fabrikasyon aditif eta solid epi yo ka itilize. nan pwosesis AFS-D ak UAM pou trete.
Alyaj aliminyòm yo te devlope pou diminye pwosesis fann nan kabann poud metal fonn pwosesis enprime 3D-PBF ak dirije enèji depozisyon metal 3D enprime-DED pwosesis k ap fonn, ki gen ladan AlSi10Mg, F357, A205, 7A77, 6061-RAM2, Scalmalloy, elatriye. Sepandan, alyaj aliminyòm Genyen tou yon kantite dezavantaj akòz pèfòmans pòv segondè-tanperati yo, pwoblèm reparasyon soude, ak jeneralman pòv rezistans estrès, krak korozyon, ak lòt defi.
Asye pur
Konpare ak Titàn oswa superalliaj, asye pur gen yon bon rapò fòs-a-pwa, rezistans wo-tanperati, ak pi ba pri, kidonk li se lajman ki itilize nan konpozan avyon ak veso espasyèl. Nerjaveèi asye montre gwo rezistans korozyon, rezistans oksidasyon, ak mete rezistans nan bon anviwònman an.
Nerjaveèi yo itilize nan motè ak sistèm tiyo echapman, konpozan idwolik, echanjeur chalè, sistèm aterisaj, ak jwenti estriktirèl. Steel yo itilize tou nan konpozan ayewospasyal tankou gon, Fastener, Kovèti pou aterisaj, ak lòt konpozan sou avyon. Yon varyete asye pur ak espesyalite yo souvan itilize ak AM, ki gen ladan austenitic (sa vle di 316L) ak presipitasyon redi (PH). Sepandan, malgre avantaj sa yo, asye se relativman dans, kidonk itilizasyon li limite a sa sèlman diminye mas sistèm. Steel pa popilè pou fabrikasyon aditif paske gen kèk alyaj ki gen tandans fè fann, epi li ka fasil fòme pa teknik tradisyonèl epi li souvan itilize nan asanble mwens konplèks.
Alyaj sa a te devlope orijinal pou amelyore pwopriyete mekanik (egzanp, rezistans ranpe, fòs rupture, entegrite mikwostriktirèl) nan tanperati ekstrèm. Alyaj la montre pwomès nan konpozan metal pou turbin gaz, motè fize, réacteurs nikleyè, ak lòt aplikasyon pou wo-tanperati. Sepandan, pwosesis tradisyonèl alyaj mekanik pou pwodwi alyaj sa yo trè efikas, pran tan, ak koute chè, ak enprime 3D ouvè yon chemen kout pou reyalize alyaj sa yo.
Materyèl ODS-MEA NASA an trete pa lazè selektif k ap fonn L-PBF metal 3D enprime teknoloji. Alyaj la ka fabrike nan jeyometri konplèks epi li rezistan a fann estrès ak segregasyon dendritik.
Pwosesis NASA yo te montre yo kreye eleman ak 10 fwa amelyore lavi rupture ranpe nan 1100 degre ak 30 pousan pi fò pase pati aktyèl 3D enprime. Nouvo alyaj ODS-MEA yo ka jwenn aplikasyon kote alyaj ODS yo itilize kounye a (egzanp, sa yo ki enplike anviwònman tèmik ekstrèm), tankou pou jenerasyon pouvwa, pwopilsyon (wokèt, motè jè, elatriye), aplikasyon pou enèji nikleyè, ak min ak siman. endistri pwodiksyon ekipman fabrikasyon, konpozan turbine gaz (ogmante tanperati lè konsomasyon ogmante efikasite), ak plis ankò.
Superalliaj ki baze sou Cobalt, alyaj kwiv
Pou aplikasyon pou wo-tanperati kote segondè konduktiviti tèmik pa obligatwa, alyaj ki baze sou cobalt (ki gen ladan CoCr ak Stellite) ka itilize. Sepandan, lè konduktiviti tèmik se yon priyorite, alyaj kòb kwiv mete vin nan devan an. Segondè konduktiviti tèmik yo natirèlman apwopriye pou echanjeur chalè. Pou aplikasyon fize, pi wo flux chalè a rive nan asanble chanm poussée a, kidonk zòn sa a se youn ki fè eksperyans gwo presyon. Nan vire, alyaj kòb kwiv mete yo itilize nan anviwònman sa yo mande pou gwo fòs ak segondè konduktiviti tèmik (pandan y ap satisfè kondisyon konpatibilite materyèl ak propellent nan chwa).
Byen etabli alyaj kwiv AM-AM komen yo enkli GRCop-42, GRCop-84, C18150 (Cu-Cr-Zr), C18200 (Cu-Cr), ak GlidCop.
lòt
Manifakti aditif ka kreye metal koutim bimetalik ak multimetalik. Materyèl yo ka diskrèman ajoute nan konsepsyon an pou optimize pwopriyete tèmik oswa estriktirèl. Pwodwi yo ka fabrike ak jakèt estriktirèl, bride, patwon, oswa lòt karakteristik yo optimize pwa a nan tout subsystem la. Sa yo ka gen ladan tranzisyon metal disrè oswa materyèl fonksyonèl gradye (FGMs).
Lòt alyaj metal ki ka itilize nan aplikasyon ayewospasyal yo enkli metal refractory tankou niobyòm, Tantal, molybdène, rhenium, ak tengstèn ak alyaj yo. C-103 ki baze sou niobyòm se komen nan aplikasyon tankou bouch refwadisman radyativ, sistèm kontwòl reyaksyon espas, ak kwen dirijan nan zèl ipèsonik.
Lòt alyaj ki baze sou niobyòm (WC3009, C129Y, Cb752, FS-85) yo itilize nan sistèm pwoteksyon tèmik avyon ak estrikti nwayo reyaktè espas.
Alyaj ki baze sou Tantal (Ta10W, Ta111, Ta122) yo anjeneral yo itilize nan anviwònman korozif wo-presyon ak ultra-wo tanperati.
Refractories ki baze sou Molybdène yo itilize nan aplikasyon pou tanperati ultra-wo tankou tiyo chalè metal alkali ak eleman gaz propulsion tèmik nikleyè. Alyaj ki baze sou lou yo anpil mwens devlope pou fabrikasyon aditif, men yo gen itilizasyon potansyèl nan konbusteur pwòp tèt ou-ignisyon ak lam turbine sèl-kristal.