3D bosib chiqarish juda ko'p afzalliklarga ega, noan'anaviy tushunchalar bilan murakkab strukturaviy qismlarni ishlab chiqarish qobiliyati uning eng katta xususiyati bo'lib, materiallarning qo'llanilishini sezilarli darajada kamaytiradi va ularning mustahkamligini ta'minlagan holda qismlarning og'irligini kamaytiradi. Qismlarning konstruktiv dizayni 3D bosib chiqarishning afzalliklarini to'liq o'ynashda hal qiluvchi rol o'ynaydi, bu bizdan an'anaviy dizayn konsepsiyasini buzishni va tasavvur va ijodimizni to'liq o'ynashni talab qiladi.
Bir nechta 3D bosib chiqarish qismlarini loyihalash g'oyalari tavsiya etiladi.
1. Yengillik maqsadida
Engil dizayn talablari strukturadagi qismlarni topologik optimallashtirishni talab qiladi. Topologiyani optimallashtirishning afzalligi shundaki, u material miqdorini kamaytirish bilan birga qismlarning engil dizayn talablariga javob berishi mumkin. 3D bosib chiqarish murakkab konstruktiv dizaynlarni topologiyasini optimallashtirish uchun eng qulay tayyorlash usuli hisoblanadi. Bu aerokosmik sohada katta ahamiyatga ega va samolyotning og'irligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Tezlikni tormozlash braketini misol qilib oladigan bo'lsak, an'anaviy texnologiya bo'yicha ishlab chiqarilgan titanium qotishma braketining og'irligi 430,3 g ni tashkil qiladi va strukturani optimallashtirish dizaynidan keyin og'irligi 22 foizga kamayadi.
Hozirgi vaqtda engil tuzilmalar keng tarqalgan bo'lib qo'llaniladi:
●Truss/qattiq ramka tuzilishi
Qattiq ramka tuzilishi ba'zi tugunlar bilan bog'langan ba'zi nozik tayoqlardan iborat. Materiallarni tejash va bosib chiqarish talablarini amalga oshirishda kerakli jismoniy kuch, kuch barqarorligi va o'z-o'zini muvozanatlash talablariga javob berishi mumkin.
Truss tuzilishi 3D bosib chiqarish orqali Al qotishmasidan qilingan. Umumiy og'irligi an'anaviy ishlab chiqarishga qaraganda 35 foizga engilroq va qattiqlik 40 foizga oshadi. Bundan tashqari, truss strukturasidan olingan teriga qattiq struktura mavjud, ya'ni tashqi yuzasi yupqa devorli struktura va ichki qismi menteşeli elementdir. Ushbu tuzilmani 3D bosib chiqarish texnologiyasida yupqa devorli va menteşeli tayanch novdalar shaklida gavdalantirish mumkin.
●Qafasli sendvich tuzilishi
Og'irlikni kamaytirish jarayonida panjarali sendvich strukturasining xarakteristikasi strukturani optimallashtirish va ayni paytda materialning etarli kuchini ta'minlashdir. Aerokosmik sanoatida panjara sendvich tuzilishi ko'pincha turli xil devor panellarini tayyorlash uchun ishlatiladi.
Aeromotorni moylash tizimining materiali Ti-6Al-4V neft va gaz separatoridir. Uning ishlash printsipi neft qaytishidagi gazni ajratishdir. Ushbu panjara strukturasining g'ovakligi 95 foizga etadi va zichlik 0,5 g/sm2 ga kamayadi, shuning uchun neft va gaz aralashmasi o'tganda kichik yog' tomchilari ajratgichda adsorbsiyalanadi. Rolls-Royce ushbu tuzilmadan neft va gazni ajratish samaradorligini 99 foizgacha oshirish uchun foydalangan.
Ushbu strukturaning muammosi shundaki, eritilmagan metall kukunlari ramkaga yopishadi va ishlab chiqarish jarayonida uni olib tashlash qiyin.
●Ich bo'sh struktura
Bo'shliq strukturasi shundaki, qobiq ingichka devor ichida ichi bo'sh bo'ladi yoki ichiga oddiy strut strukturasi qo'shiladi. Ushbu tuzilmaning kamchiliklari shundaki, u ichki qo'llab-quvvatlashni talab qiladi va qo'llab-quvvatlashni olib tashlash qiyin yoki imkonsizdir.
2. Biologik moslik maqsadida
Tibbiy implantlardagi g'ovakli va uyali tuzilmalar suyak o'sishi va hujayra migratsiyasini osonlashtiradigan teshikli tuzilmalarni talab qiladi. Shu bilan birga, metallning yuqori elastik moduli tufayli yuzaga keladigan "stressdan himoyalanish" hodisasini oldini olish uchun implantning mexanik xususiyatlari haqiqiy suyak tuzilishiga mos kelishi kafolatlanadi. 3D bosib chiqarishning noyob gözenekli tuzilishini / hujayra strukturasini loyihalash va ishlab chiqarish va ehtiyojlarga ko'ra turini, gözenek hajmini, gözenekli devor qalinligini va porozlikni loyihalashdan so'ng bosib chiqarish jarayonini yakunlash kerak.
●Gözenekli struktura/hujayra tuzilishi
"Tibbiy implantlarni ishlab chiqarishda kukunli yotoq termoyadroviy texnologiyasini qo'llash" maqolasida engil talablarga erishish uchun tuzilishi bo'yicha panjarali sendvich tuzilishiga o'xshash to'rt turdagi gözenekli struktura / hujayra tuzilishi birliklari taqdim etiladi. Ammo maqsad boshqacha, maqsad strukturaviy birliklardan tashkil topgan biologik implantning yaxshi biomoslashuvga ega bo'lishini ta'minlashdir. Biologik tajribalar shuni ko'rsatdiki, bu strukturaviy implant yaxshi biomoslashuvga ega va ko'p miqdordagi suyak to'qimalari teshik tuzilishiga o'sadi.
3. Boshqa murakkab tuzilmalar
●Kosmik maxsus shakldagi quvur liniyasi tuzilishi
Kosmik maxsus shakldagi quvur liniyalarining an'anaviy ishlab chiqarish jarayoni quyma quyish, quyma va boshqalardir. Yuqori ishlab chiqarish xarajati va uzoq ishlab chiqarish aylanishiga qo'shimcha ravishda, an'anaviy jarayon quvur liniyasi uchun zarur bo'lgan murakkab spline egri chizig'ini muvaffaqiyatli tayyorlash qiyin. Konformal sovutish texnologiyasi kosmik quvurlarning murakkab shakllarini shakllantirish usullarini hal qilish uchun qoliplarni 3D bosib chiqarish bilan birlashtiradi.
●Integratsiyalashgan murakkab tuzilma
Integratsiyalashgan kompleks struktura yana statik mexanizm va dinamik mexanizmga bo'linadi. Ular orasida eng mashhur statik mexanizm dizayni GE yonilg'i injektoridir. Dinamik integratsiya mexanizmining xususiyatlari shundaki, u yig'ilmaydi va dinamik ulanishni amalga oshirishi mumkin. An'anaviy mexanik komponentlar har bir bo'lakni bosqichma-bosqich bosib chiqarishi va keyin bitta bo'lakni yig'ishi kerak. 3D bosib chiqarish yig'ish bosqichlarini tejash va to'g'ridan-to'g'ri yig'ishsiz umumiy mexanizmni olishi mumkin. Tipik vakil - universal bo'g'in.
●Kosmik erkin shakldagi sirt tuzilishi
Erkin shakldagi tuzilmalarni an'anaviy usullar bilan ishlov berish qiyin yoki imkonsizdir.
Masalan, dvigatel pichoqlari bunday yupqa devorli va murakkab erkin shaklli sirtlarning tipik vakillari hisoblanadi. An'anaviy quyish usullari va CNC ishlov berish texnikasi bilan tayyorlangan pichoqlar, mos ravishda, yomon sirt sifati va past ishlov berish samaradorligining kamchiliklariga ega. Qo'shimchalar ishlab chiqarish texnologiyasi yuqori geometrik aniqlik va yaxshi sirt sifati bilan pichoqlarni ishlab chiqarish uchun texnik shartlarni ta'minlaydi. Bundan tashqari, panjarali sendvich strukturasi engil murakkab sirtlarning maqsadiga erishish uchun erkin shakldagi sirt tuzilishi bilan birlashtirilishi mumkin.