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Wie werden 3D-gedruckte Flugzeugkomponenten hergestellt?

Wie werden 3D-gedruckte Flugzeugkomponenten hergestellt?

Die meisten 3D-gedruckten Teile von Flugzeugen beziehen sich in gewissem Maße auf die Luftführung und haben komplexe innere Geometrien wie Flügel, Luftkanäle und Jalousien. Da die geführte Luft in der Regel 260°C überschreitet, sind oberflächenbasierte Gestaltungsmethoden entscheidend.

Der Ingenieur von Boom, Byron Young, erklärte: „Wenn sich schnell bewegende Luft darauf trifft, kümmern wir uns um die Oberfläche im Hinblick auf Effizienz und Leistung. Daher beginnen wir bei der Konstruktion dieser Teile in der Regel mit aerodynamischen Konturen und trimmen dann. , Anfasen und Verdicken der Oberfläche, um das feste Teil selbst zu erstellen. Das letzte Teil ist sehr komplex – was bedeutet, dass sie unbedingt im 3D-Druck hergestellt werden müssen.“

Die einzigartige Umlenkgeometrie des Unternehmens wurde im Hinblick auf Gewichtsreduzierung entwickelt – wenn Blech oder Gussteile verwendet werden sollen, ist diese Idee einfach nicht umsetzbar. Auf diese Weise sind die Wände vieler Komponenten sehr dünn, in der Größenordnung von 0.02 Zoll oder 750 Mikrometer.

Gene Miller, Anwendungstechniker bei VELO, sagte, dass das berührungslose Beschichtungssystem von Saphir das Seitenverhältnis ermöglicht: „Da unsere Technologie die Möglichkeit bietet, in diesem Design sehr hohe Seitenverhältnisse zu drucken, ist es nicht erforderlich, zu viel zu verbessern Festigkeit der Struktur können wir diese Kanalschaufeln sehr hoch wachsen lassen, ohne von der Beschichtungsmaschine gestört zu werden.“

Die 3D-gedruckten Teile bestehen aus Titan, dem Hauptprodukt der Luft- und Raumfahrtindustrie und bekannt für seine hohe Festigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit. Leider kann Titan spröde werden und leicht reißen, wenn es zu schnell abkühlt. Berichten zufolge kommen hier die fortschrittlichen Prozesssteuerungsfunktionen von Sapphire zum Einsatz, da die Maschine wichtige Parameter wie Laserausrichtung, Strahlstabilität und Zwischenpulverbettqualität automatisch überprüfen kann.

Nach dem Drucken können die Teile dank der SupportFree 3D-Drucktechnologie von Sapphire von der Schablone abgesägt werden und die Nachbearbeitung ist relativ einfach. Kleine Lücken und Kanäle werden vollständig nicht unterstützt, während größere Löcher nur minimale manuelle Eingriffe mit einem Schraubendreher oder einer Schleifscheibe erfordern. Insgesamt haben die Mechaniker der Teile nur 30 Minuten für die Nachbearbeitung jedes Teils aufgewendet. Die durchschnittliche Oberflächengüte des Profilers beträgt ca. 250 RA, womit Boom bisher zufrieden ist.

Schließlich werden die Bauteile wärmebehandelt und heißisostatisch verpresst, um deren Ermüdungslebensdauer zu erhöhen – dies ist insbesondere für Flugbauteile wichtig, da sie bei konstanter zyklischer Belastung einen senkenden Effekt haben.

Younger schloss: „Überschallflug führt zu vielen verschiedenen Phänomenen und ist ein Druck, der normalerweise im traditionellen Flugverkehr nicht auftritt. Die aufgebrachte Hauptkraft stammt in der Regel nicht von der Druckbelastung, die die Schallmauer zerstört. In vielen Fällen wird es durch die Belastung verursacht, die durch die Gesamtstruktur des Flugzeugs verursacht wird, die sich um Ihre Teile biegt.“

Komponenten, die für den Flug in der 3D-Druckindustrie unerlässlich sind

In den letzten Jahren hat der 3D-Druck wichtiger Luft- und Raumfahrtkomponenten mit der Entwicklung der additiven Fertigungstechnologie Schritt gehalten. Das Luft- und Raumfahrtunternehmen Honeywell Aerospace hat kürzlich die Zertifizierung der Federal Aviation Administration (FAA) für seine erste 3D-gedruckte flugkritische Triebwerkskomponente erhalten. Die #4/5 Lager Gehäuse ist die wichtigste strukturelle Komponente des ATF3-6-Turbofan-Triebwerks, das im Seepatrouillenflugzeug Dassault Falcon 20G verkörpert ist.

An anderer Stelle gab die National Aeronautics and Space Administration (NASA) kürzlich den erfolgreichen Abschluss von 23 Hitzetests für zwei wichtige 3D-gedruckte Triebwerkskomponenten für die Luft- und Raumfahrt bekannt. Die problematischen Teile sind die Brennkammer aus Kupferlegierung und die speziell entwickelte Düse aus Eisen-Nickel-Superlegierung.

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