1 panoramica dei materiali in lega ad alta temperatura
Un tipo di sostanza metallica che può funzionare per un lungo periodo ad alta temperatura e con determinate sollecitazioni superiori a 600 gradi sono le leghe ad alta temperatura. Le loro prestazioni alle alte temperature vengono migliorate aggiungendo elementi di lega tra cui molibdeno, cromo e tungsteno; la loro base principale sono elementi tra cui ferro, cobalto e nichel. Ampiamente utilizzato nei settori aerospaziale, energetico, chimico e in altri settori, questo tipo di lega ha un'ottima resistenza alle alte temperature, buone prestazioni alla fatica, tenacità alla frattura ed eccezionale resistenza all'ossidazione e alla corrosione.
Le leghe ad alta temperatura vengono utilizzate principalmente nell'industria aerospaziale per produrre componenti ad alta temperatura come camere di combustione, pale di turbine, dischi di turbine, ecc. nei motori aeronautici e negli aerei. Queste parti non solo devono mantenere sufficiente resistenza e tenacità alle alte temperature, ma devono anche resistere a complessi carichi meccanici e termici, richiedendo quindi prestazioni del materiale piuttosto elevate.
2 Tecnologia di stampa 3D in metallo: sinossi
Basata sulla modellazione 3D digitale, la stampa 3D in metallo, nota anche come produzione additiva in metallo, è una tecnologia avanzata che consente la fabbricazione rapida di complessi componenti strutturali mediante stratificazione strato dopo strato di polveri o fili metallici. La stampa 3D in metallo vanta cicli di produzione più rapidi, un migliore utilizzo dei materiali rispetto alle tradizionali tecniche di produzione sottrattiva o di materiali equivalenti e una maggiore flessibilità di progettazione.
Tra i numerosi materiali metallici che la tecnologia di stampa 3D in metallo è in grado di gestire, tra cui acciaio inossidabile, leghe di alluminio, leghe di titanio, leghe di nichel e leghe ad alta temperatura, non ci sono solo il controllo perfetto della microstruttura del materiale mediante il controllo esatto dei parametri di stampa, inclusa la potenza del laser, velocità di scansione, spessore dello strato, ecc., ottimizzando così le prestazioni del materiale.
3 Leghe aerospaziali ad alta temperatura: applicazioni per la stampa tridimensionale dei metalli
Produzione di parti strutturali complesse
I componenti aerospaziali ad alta temperatura come i canali di raffreddamento per le pale delle turbine e i rivestimenti interni per le camere di combustione hanno forme geometriche e strutture interne complesse. Mentre la tecnologia di stampa 3D in metallo può gestire facilmente questa difficoltà, le tecniche di produzione tradizionali a volte trovano difficile elaborare con precisione queste strutture complesse. Senza la necessità di raccordi e stampi complessi, i componenti con forme geometriche complesse e strutture interne possono essere fabbricati con precisione impilando polveri metalliche strato su strato.
Costruttivismo leggero
Uno degli obiettivi principali nel settore aerospaziale è la leggerezza; può aiutare gli aerei a essere più leggeri, a ridurre il consumo di carburante e a migliorare le prestazioni di volo. Attraverso l’architettura strutturale e la distribuzione dei materiali, la tecnologia di stampa 3D in metallo consente ai progettisti di realizzare un design leggero. Ad esempio, il peso può essere notevolmente ridotto senza compromettere la resistenza costruendo pale di turbina con struttura cava o reticolare.
Ottimizzazione delle qualità dei materiali
Attraverso il controllo esatto della microstruttura dei materiali, la tecnologia di stampa 3D in metallo può massimizzarne le qualità. Modificando i parametri di stampa e le tecniche di trattamento termico, è possibile ottenere il controllo esatto della microstruttura, inclusa la dimensione dei grani, la composizione della fase e la distribuzione nella produzione di leghe ad alta temperatura: l'ottimizzazione di queste microstrutture favorisce la resistenza alle alte temperature, la resistenza alla fatica e l'ossidazione dei materiali. resistenza da migliorare.
Riduzione delle spese di produzione
Molte volte, la produzione tradizionale di componenti in lega ad alta temperatura richiede diversi processi (fusione, forgiatura, lavorazione meccanica, ecc.) che non solo hanno costi di produzione elevati ma producono anche facilmente prodotti di scarto. Producendo direttamente componenti completati o quasi finiti, la tecnologia di stampa 3D in metallo riduce drasticamente le procedure intermedie e il tasso di scarto, riducendo quindi i costi di produzione.
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