Bhon 20mh linn, tha an cinne-daonna air a bhith air leth inntinneach le bhith a’ rannsachadh àite agus a’ tuigsinn na tha taobh a-muigh na Talmhainn.Tha prìomh bhuidhnean leithid NASA agus ESA air a bhith aig fìor thoiseach sgrùdadh fànais, agus tha clò-bhualadh 3D na chluicheadair cudromach eile anns a’ cheannsachadh seo.Leis a 'chomas air pàirtean iom-fhillte a thoirt gu buil gu luath aig cosgais ìseal, tha an teicneòlas dealbhaidh seo a' sìor fhàs mòr-chòrdte ann an companaidhean.Tha e ga dhèanamh comasach mòran thagraidhean a chruthachadh, leithid saidealan, deiseachan-fànais, agus co-phàirtean rocaid.Gu dearbh, a rèir SmarTech, thathar an dùil gun ruig luach margaidh saothrachadh cuir-ris gnìomhachas fànais € 2.1 billean ro 2026. Tha seo a’ togail na ceist: Ciamar as urrainn clò-bhualadh 3D daoine a chuideachadh gus a bhith barraichte san fhànais?
An toiseach, chaidh clò-bhualadh 3D a chleachdadh sa mhòr-chuid airson prototyping luath anns na gnìomhachasan meidigeach, càraichean agus itealain.Ach, leis gu bheil an teicneòlas air fàs nas fharsainge, thathas ga chleachdadh barrachd is barrachd airson co-phàirtean deireannach.Tha teicneòlas saothrachaidh cuir-ris meatailt, gu sònraichte L-PBF, air leigeil le diofar mheatailtean a dhèanamh le feartan agus seasmhachd a tha iomchaidh airson fìor shuidheachadh fànais.Tha teicneòlasan clò-bhualaidh 3D eile, leithid DED, jetting ceangail, agus pròiseas eas-tharraing, cuideachd air an cleachdadh ann a bhith a’ dèanamh cho-phàirtean aerospace.Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, tha modalan gnìomhachais ùra air nochdadh, le companaidhean leithid Made in Space and Relativity Space a’ cleachdadh teicneòlas clò-bhualaidh 3D gus co-phàirtean aerospace a dhealbhadh.
Relativity Space a’ leasachadh clò-bhualadair 3D airson gnìomhachas aerospace
Teicneòlas clò-bhualaidh 3d ann an aerospace
A-nis gu bheil sinn air an toirt a-steach, leig dhuinn sùil nas mionaidiche a thoirt air na diofar theicneòlasan clò-bhualaidh 3D a thathas a’ cleachdadh ann an gnìomhachas aerospace.An toiseach, bu chòir a thoirt fa-near gur e saothrachadh cuir-ris meatailt, gu sònraichte L-PBF, an fheadhainn as fharsainge a thathas a ’cleachdadh san raon seo.Tha am pròiseas seo a’ toirt a-steach a bhith a’ cleachdadh lùth laser gus còmhdach pùdar meatailt a leaghadh le còmhdach.Tha e gu sònraichte freagarrach airson a bhith a’ dèanamh pàirtean beaga, iom-fhillte, mionaideach agus gnàthaichte.Faodaidh luchd-saothrachaidh itealain buannachd fhaighinn cuideachd bho DED, a tha a’ toirt a-steach a bhith a’ tasgadh uèir meatailt no pùdar agus a thathas a’ cleachdadh sa mhòr-chuid airson càradh, còmhdach, no dèanamh pàirtean meatailt no ceirmeag gnàthaichte.
An coimeas ri sin, chan eil jetting inneal-ceangail, ged a tha e buannachdail a thaobh astar cinneasachaidh agus cosgais ìosal, freagarrach airson pàirtean meacanaigeach àrd-choileanadh a thoirt a-mach oir tha feum air ceumannan neartachaidh às deidh giollachd a mheudaicheas ùine saothrachaidh an toraidh mu dheireadh.Tha teicneòlas eas-tharraing cuideachd èifeachdach ann an àrainneachd fànais.Bu chòir a thoirt fa-near nach eil a h-uile polymers freagarrach airson an cleachdadh san fhànais, ach faodaidh plastaic àrd-choileanadh leithid PEEK cuid de phàirtean meatailt a chuir an àite air sgàth an neart.Ach, chan eil am pròiseas clò-bhualaidh 3D seo fhathast gu math farsaing, ach faodaidh e a bhith na mhaoin luachmhor airson sgrùdadh fànais le bhith a’ cleachdadh stuthan ùra.
Tha Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) na theicneòlas air a chleachdadh gu farsaing ann an clò-bhualadh 3D airson aerospace.
Comas stuthan fànais
Tha gnìomhachas aerospace air a bhith a’ sgrùdadh stuthan ùra tro chlò-bhualadh 3D, a’ moladh roghainnean ùr-ghnàthach a dh’ fhaodadh dragh a chuir air a’ mhargaidh.Ged a tha meatailtean leithid titanium, alùmanum, agus aloidhean nicil-chromium air a bhith na phrìomh amas a-riamh, is dòcha gun goid stuth ùr an aire a dh’ aithghearr: gealaich regolith.Is e còmhdach de dhuslach a th’ ann an Lunar regolith a tha a’ còmhdach na gealaich, agus tha ESA air na buannachdan a nochdadh bho bhith ga chur còmhla ri clò-bhualadh 3D.Tha Advenit Makaya, àrd innleadair saothrachaidh de ESA, a’ toirt cunntas air reolith gealaich mar rud coltach ri cruadhtan, sa mhòr-chuid air a dhèanamh suas de silicon agus eileamaidean ceimigeach eile leithid iarann, magnesium, alùmanum agus ocsaidean.Tha ESA air com-pàirteachadh le Lithoz gus pàirtean beaga gnìomh a thoirt gu buil leithid sgriothan agus gèaraichean a’ cleachdadh regolith gealaich coltach ri togalaichean coltach ri fìor dhuslach gealach.
Bidh a’ mhòr-chuid de na pròiseasan a tha an lùib saothrachadh reolith gealaich a’ cleachdadh teas, ga dhèanamh co-chòrdail ri teicneòlasan leithid SLS agus fuasglaidhean clò-bhualaidh ceangail pùdar.Tha ESA cuideachd a’ cleachdadh teicneòlas D-Shape leis an amas pàirtean cruaidh a thoirt gu buil le bhith a’ measgachadh magnesium chloride le stuthan agus ga chur còmhla ri magnesium ogsaid a lorgar anns an t-samhlaiche samhlaichte.Is e aon de na buannachdan mòra a tha aig an stuth gealach seo an rùn clò-bhualaidh as grinne aige, a leigeas leis pàirtean a dhèanamh leis an ìre as àirde.Dh’ fhaodadh am feart seo a bhith na phrìomh mhaoin ann a bhith a’ leudachadh an raon de thagraidhean agus de cho-phàirtean saothrachaidh airson bunaitean gealaich san àm ri teachd.
Tha Lunar Regolith anns gach àite
Tha regolith Martian ann cuideachd, a’ toirt iomradh air stuth fo-uachdar a lorgar air Mars.An-dràsta, chan urrainn do bhuidhnean fànais eadar-nàiseanta an stuth seo fhaighinn air ais, ach cha do chuir seo stad air luchd-saidheans bho bhith a’ rannsachadh a chomas ann an cuid de phròiseactan aerospace.Tha luchd-rannsachaidh a’ cleachdadh sampallan samhlachail den stuth seo agus tha iad ga chur còmhla ri titanium alloy gus innealan no co-phàirtean rocaid a dhèanamh.Tha toraidhean tùsail a’ nochdadh gun toir an stuth seo neart nas àirde agus dìonaidh e uidheamachd bho mheirgeadh agus milleadh rèididheachd.Ged a tha feartan co-chosmhail aig an dà stuth seo, is e reolith gealaich an stuth as deuchainniche fhathast.Is e buannachd eile gum faodar na stuthan sin a dhèanamh air an làrach gun fheum air stuthan amh a ghiùlan bhon Talamh.A bharrachd air an sin, tha regolith na stòr stuthan neo-sheasmhach, a ’cuideachadh le casg a chuir air gainnead.
Cleachdadh teicneòlas clò-bhualaidh 3D ann an gnìomhachas aerospace
Faodaidh cleachdadh teicneòlas clò-bhualaidh 3D ann an gnìomhachas aerospace atharrachadh a rèir a’ phròiseis shònraichte a thathar a’ cleachdadh.Mar eisimpleir, faodar fusion leabaidh pùdar laser (L-PBF) a chleachdadh gus pàirtean geàrr-ùine toinnte a dhèanamh, leithid siostaman innealan no pàirtean a bharrachd fànais.Chleachd Launcher, companaidh tòiseachaidh stèidhichte ann an California, teicneòlas clò-bhualaidh 3D sapphire-meatailt Velo3D gus an einnsean rocaid leaghaidh E-2 aca a leasachadh.Chaidh pròiseas an neach-dèanamh a chleachdadh gus an roth-inntrigidh a chruthachadh, aig a bheil pàirt deatamach ann a bhith a’ luathachadh agus a’ draibheadh LOX (ogsaidean leaghaidh) a-steach don t-seòmar losgaidh.Chaidh an roth-uidheam agus an sensor a chlò-bhualadh le bhith a’ cleachdadh teicneòlas clò-bhualaidh 3D agus an uair sin air an cruinneachadh.Tha am pàirt ùr-ghnàthach seo a’ toirt barrachd sruth lionn don rocaid agus barrachd smeòrach, ga fhàgail na phàirt riatanach den einnsean
Chuir Velo3D ri bhith a’ cleachdadh teicneòlas PBF ann a bhith a’ saothrachadh an einnsean rocaid liùlach E-2.
Tha tagraidhean farsaing aig saothrachadh cuir-ris, a’ toirt a-steach cinneasachadh structaran beaga is mòra.Mar eisimpleir, faodar teicneòlasan clò-bhualaidh 3D leithid fuasgladh Stargate Relativity Space a chleachdadh gus pàirtean mòra a dhèanamh leithid tancaichean connaidh rocaid agus lannan propeller.Tha Relativity Space air seo a dhearbhadh tro bhith a’ dèanamh an Terran 1 gu soirbheachail, rocaid clò-bhuailte 3D cha mhòr gu tur, a’ toirt a-steach tanca connaidh grunn mheatairean a dh’ fhaid.Sheall a’ chiad fhoillseachadh air 23 Màrt 2023, èifeachdas agus earbsachd pròiseasan saothrachaidh cuir-ris.
Tha teicneòlas clò-bhualaidh 3D stèidhichte air eas-tharraing cuideachd a’ ceadachadh pàirtean a dhèanamh a’ cleachdadh stuthan àrd-choileanaidh leithid PEEK.Chaidh co-phàirtean a chaidh a dhèanamh den thermoplastic seo a dhearbhadh san fhànais mu thràth agus chaidh an cur air an rover Rashid mar phàirt de mhisean gealaich UAE.B’ e adhbhar na deuchainn seo measadh a dhèanamh air mar a bha PEEK an aghaidh fìor dhroch shuidheachaidhean gealaich.Ma tha e soirbheachail, is dòcha gum bi PEEK comasach air pàirtean meatailt a chur an àite ann an suidheachaidhean far a bheil pàirtean meatailt a 'briseadh no stuthan gann.A bharrachd air an sin, dh’ fhaodadh feartan aotrom PEEK a bhith luachmhor ann an sgrùdadh fànais.
Faodar teicneòlas clò-bhualaidh 3D a chleachdadh gus grunn phàirtean a dhèanamh airson gnìomhachas aerospace.
Buannachdan clò-bhualadh 3D ann an gnìomhachas aerospace
Tha buannachdan clò-bhualadh 3D ann an gnìomhachas aerospace a’ toirt a-steach coltas deireannach leasaichte de phàirtean an taca ri dòighean togail traidiseanta.Thuirt Johannes Homa, Ceannard neach-dèanamh clò-bhualadair 3D às an Ostair Lithoz, gu bheil “an teicneòlas seo a’ dèanamh pàirtean nas aotroime. ”Air sgàth saorsa dealbhaidh, tha toraidhean clò-bhuailte 3D nas èifeachdaiche agus feumach air nas lugha de ghoireasan.Tha buaidh mhath aig seo air buaidh àrainneachdail cinneasachadh pàirt.Tha Relativity Space air dearbhadh gum faod saothrachadh cuir-ris lùghdachadh mòr a thoirt air an àireamh de cho-phàirtean a dh’ fheumar gus soithichean-fànais a dhèanamh.Airson rocaid Terran 1, chaidh 100 pàirt a shàbhaladh.A bharrachd air an sin, tha buannachdan mòra aig an teicneòlas seo ann an astar toraidh, leis an rocaid deiseil ann an nas lugha na 60 latha.An coimeas ri sin, dh’ fhaodadh grunn bhliadhnaichean a bhith a’ dèanamh rocaid a’ cleachdadh dhòighean traidiseanta.
A thaobh stiùireadh ghoireasan, faodaidh clò-bhualadh 3D stuthan a shàbhaladh agus, ann an cuid de chùisean, eadhon leigeil le ath-chuairteachadh sgudail.Mu dheireadh, dh’ fhaodadh saothrachadh cur-ris a bhith na so-mhaoin luachmhor airson a bhith a’ lughdachadh cuideam toirt air falbh rocaidean.Is e an t-amas cleachdadh stuthan ionadail a mheudachadh, leithid regolith, agus lughdachadh còmhdhail stuthan taobh a-staigh bàta-fànais.Tha seo ga dhèanamh comasach dìreach clò-bhualadair 3D a ghiùlan, a chruthaicheas a h-uile càil air an làrach às deidh an turais.
Tha Made in Space mu thràth air aon de na clò-bhualadairean 3D aca a chuir gu àite airson deuchainn.
Cuingealachaidhean clò-bhualaidh 3D san fhànais
Ged a tha mòran bhuannachdan aig clò-bhualadh 3D, tha an teicneòlas fhathast an ìre mhath ùr agus tha cuingealachaidhean ann.Thuirt Advenit Makaya, “Is e smachd pròiseas agus dearbhadh aon de na prìomh dhuilgheadasan le saothrachadh cuir-ris ann an gnìomhachas itealain.Faodaidh luchd-saothrachaidh a dhol a-steach don obair-lann agus deuchainn a dhèanamh air neart, earbsachd agus microstructure gach pàirt mus tèid a dhearbhadh, pròiseas ris an canar deuchainn neo-sgriosail (NDT).Ach, faodaidh seo a bhith an dà chuid ùine agus daor, agus mar sin is e an amas mu dheireadh an fheum air na deuchainnean sin a lughdachadh.Stèidhich NASA ionad o chionn ghoirid gus dèiligeadh ris a’ chùis seo, le fòcas air teisteanas luath de cho-phàirtean meatailt air an dèanamh le saothrachadh cuir-ris.Tha an t-ionad ag amas air càraid didseatach a chleachdadh gus modalan coimpiutair de thoraidhean a leasachadh, a chuidicheas innleadairean gus coileanadh agus crìochan phàirtean a thuigsinn nas fheàrr, a’ toirt a-steach an ìre de chuideam as urrainn dhaibh seasamh mus briseadh iad.Le bhith a’ dèanamh seo, tha an t-ionad an dòchas cuideachadh le bhith ag adhartachadh cleachdadh clò-bhualaidh 3D anns a’ ghnìomhachas aerospace, ga dhèanamh nas èifeachdaiche ann a bhith a’ farpais ri dòighean saothrachaidh traidiseanta.
Tha na co-phàirtean sin air a dhol tro dheuchainn iomlan earbsachd agus neart.
Air an làimh eile, tha am pròiseas dearbhaidh eadar-dhealaichte ma thèid saothrachadh a dhèanamh san fhànais.Tha Advenit Makaya bho ESA a’ mìneachadh, “Tha dòigh-obrach ann a tha a’ toirt a-steach mion-sgrùdadh air na pàirtean aig àm clò-bhualaidh.Bidh an dòigh seo a’ cuideachadh le bhith a’ dearbhadh dè na toraidhean clò-bhuailte a tha iomchaidh agus dè nach eil.A bharrachd air an sin, tha siostam fèin-cheartachaidh ann airson clò-bhualadairean 3D a tha san amharc airson àite agus ga dheuchainn air innealan meatailt.Faodaidh an siostam seo mearachdan a dh’ fhaodadh a bhith ann sa phròiseas saothrachaidh a chomharrachadh agus na crìochan aige atharrachadh gu fèin-ghluasadach gus easbhaidhean sam bith sa phàirt a cheartachadh.Thathas an dùil gun leasaich an dà shiostam seo earbsachd thoraidhean clò-bhuailte san fhànais.
Gus fuasglaidhean clò-bhualaidh 3D a dhearbhadh, tha NASA agus ESA air inbhean a stèidheachadh.Tha na h-inbhean sin a’ toirt a-steach sreath de dheuchainnean gus faighinn a-mach dè cho earbsach sa tha pàirtean.Bidh iad a’ beachdachadh air teicneòlas fusion leabaidh pùdar agus gan ùrachadh airson pròiseasan eile.Ach, tha mòran de phrìomh chluicheadairean ann an gnìomhachas stuthan, leithid Arkema, BASF, Dupont, agus Sabic, cuideachd a’ toirt seachad an lorg seo.
A 'fuireach san fhànais?
Le adhartas ann an teicneòlas clò-bhualaidh 3D, tha sinn air mòran phròiseactan soirbheachail fhaicinn air an Talamh a bhios a’ cleachdadh an teicneòlais seo airson taighean a thogail.Tha seo a’ toirt oirnn faighneachd an gabhadh am pròiseas seo a chleachdadh a dh’ aithghearr no fad às gus structaran còmhnaidh a thogail san fhànais.Ged a tha fuireach san fhànais neo-phractaigeach an-dràsta, faodaidh togail thaighean, gu sònraichte air a’ ghealach, a bhith buannachdail dha speuradairean ann a bhith a’ coileanadh mhiseanan fànais.Is e amas Buidheann Fànais na h-Eòrpa (ESA) dromannan a thogail air a’ ghealach a’ cleachdadh reolith gealaich, a dh’fhaodar a chleachdadh airson ballachan no breigichean a thogail gus speuradairean a dhìon bho rèididheachd.A rèir Advenit Makaya bho ESA, tha regolith gealaich air a dhèanamh suas de timcheall air 60% meatailt agus 40% ocsaidean agus tha e na stuth riatanach airson a bhith beò le speuradairean oir is urrainn dha stòr ocsaidean gun chrìoch a thoirt seachad ma thèid a thoirt a-mach às an stuth seo.
Tha NASA air tabhartas $57.2 millean a thoirt do ICON airson siostam clò-bhualaidh 3D a leasachadh airson structaran a thogail air uachdar na gealaich agus tha e cuideachd a’ co-obrachadh leis a’ chompanaidh gus àrainn Mars Dune Alpha a chruthachadh.Is e an t-amas deuchainn a dhèanamh air suidheachadh beò air Mars le bhith a’ toirt saor-thoilich a bhith a’ fuireach ann an àrainn airson aon bhliadhna, a’ dèanamh atharrais air suidheachaidhean air a’ Phlanaid Dhearg.Tha na h-oidhirpean sin a’ riochdachadh ceumannan èiginneach a dh’ ionnsaigh structaran clò-bhuailte 3D a thogail gu dìreach air a’ ghealach agus air Mars, a dh’ fhaodadh an t-slighe a chruthachadh airson tuineachadh àite daonna.
Anns an àm ri teachd fad às, dh’ fhaodadh na taighean sin leigeil le beatha a bhith beò san fhànais.
Ùine puist: Jun-14-2023