韩国航空航天与国防企业英诺空间(Innospace)利用其专有的低悬垂角度3D打印方法,成功制造出一款无内部支撑结构的球形钛合金压力容器。该穹顶结构采用Ti-6Al-4V 23级钛合金,并在标准的激光粉末床熔融(PBF-LB)系统上,使用欧克顿(Oqton)的3DXpert软件完成了设计、仿真与制造。这一成果表明,无需专用硬件或支撑结构,制造复杂几何形状的航空航天部件是可行的。
欧克顿公司表示:“借助3DXpert,英诺空间将复杂的概念转化为真实、可靠、符合航空航天质量的部件,并在标准的PBF-LB设备上打印完成。我们很自豪能够赋能合作伙伴,将增材制造提升到新的性能和可靠性水平。”

Oqton的3DXpert软件。图片来源:Innospace
克服传统增材制造的局限
通过传统增材制造方法制造穹顶或球形部件通常需要专用设备、定制硬件或先进的扫描策略。然而,英诺空间在一台标准的激光粉末床熔融系统上完成了打印,证明了其方法的易用性和高效性。
这一成就为该公司下一代产品打开了大门:用于航天应用的参数化压力容器,容量范围从1升到15升,可按需缩放。英诺空间先进制造业务部门总监Jo Intaek表示:“这就是增材制造作为产品对我们的意义——值得信赖的技术,以火箭速度交付,具备航空航天品质。”该技术既适用于燃料储罐,也适用于氧化剂储罐。

无内部支撑的球形钛制压力容器。图片来源:Innospace
先进3D打印技术助力复杂航空航天部件制造
英诺空间近期在无支撑3D打印钛合金压力容器上的成功,突显了航空航天增材制造领域一个更广泛的趋势:企业正越来越多地采用软件驱动的工作流程和先进的打印策略,以高效、可靠地生产复杂的高性能部件。
例如,海克斯康(Hexagon)推出了其高级补偿技术,旨在解决增材制造最大的挑战之一:在一次构建中生产大型、复杂且高精度的金属部件。该软件将工艺仿真与3D扫描补偿相结合,预测并校正变形和收缩,确保部件符合其预期几何形状。Additive Industries公司通过首次尝试即打印出公差为±0.2毫米的不锈钢喷气发动机排气混合器,展示了该系统的能力,从而减少了材料浪费和支撑结构的使用。
同样,3D Systems公司与NASA及合作大学协作,使用直接金属打印技术和欧克顿的3DXpert软件,生产高性能航天器热管理系统,包括钛合金和镍钛合金散热器及热管。通过将形状记忆合金致动器等功能结构直接嵌入部件,团队减轻了重量、降低了装配复杂性并减少了制造步骤,最终获得了满足飞行要求的轻质高效部件。
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