За неколку дена се создаде мотор со употреба на процесот SLM
Добро осмислено ладење, конзистентна лесна конструкција и материјал тежок за обработка - случај за производство на додатоци. Со процесот на SLM, за кратко време се создаде монолитен мотор.
- Cellcore и SLM Solutions произведуваат мотор од материјалот IN718 со употреба на SLM процес, кој комбинира неколку одделни компоненти во една компонента.
- Со користење на процесот на производство на адитиви, времето на производство може да се намали на пет работни дена.
- Со SLM технологијата, може да се направи значителна заштеда на трошоците со заштеда на скапи чекори за одземање на време и со поедноставување на структурата на моторот.
Во конвенционалната конструкција, каналите за ладење се бланшираат во празно, а потоа повторно се затвораат во многу работни чекори. Ако сакате да произведувате мотор со сложени структури, ова значи дека целиот процес на производство трае најмалку шест месеци и затоа е многу интензивен. Барањата во воздушната индустрија се исто така исклучително високи. Не само што е неопходна конзистентна лесна конструкција, материјалите исто така треба да издржат особено големи товари.
Селективно ласерско топење (SLM, Селективно ласерско топење) нуди широк спектар на опции во производството на компоненти на адитиви базирани на метал. Овие, на пример, можат да се произведат директно со внатрешни структури и во конзистентна лесна конструкција. Друга предност е интеграција на неколку компоненти во една компонента. Оваа функционална интеграција и ниското ниво на трошоци по обработката доведуваат до значителни заштеди на трошоците во производствениот процес. Користејќи ракетен мотор, Cellcore сега покажа како предностите на SLM процесот можат оптимално да се користат во воздушната индустрија. Во соработка со SLM Solutions, беше создадено монолитно работно парче од материјалот IN718.
Моторот произведен од Cellcore и SLM Solutions е влечна комора, основен елемент на течен мотор со wallид на комората за согорување, влез на гориво и глава за вбризгување со влез за оксидаторот. Во комората за согорување се одвива хемиска реакција што ослободува гас. Овој гас се шири поради развојот на топлина и се исфрла со огромна сила. Ова создава потисна сила неопходна за придвижување на ракетата преку назад. За време на процесот на согорување, во комората се појавуваат многу високи температури, поради што theидот мора да се излади за да не изгори. За таа цел, течното гориво, керозин или водород е насочено нагоре низ каналите за ладење во wallидот на комората за согорување пред да влезе во комората за согорување преку главата за вбризгување. Таму горивото се меша со оксидаторот и гори со помош на свеќа.
Ладење на филигранска структура за зголемување на ефикасноста
Со користење на процесот на производство на додатоци од SLM Solutions, времето на производство може да се намали на пет работни дена, што доведува до значително заштеда на време и трошоци. Монолитниот ракетен мотор изработен со технологијата SLM, составен од инјектор и влечна комора, комбинира интегрален дизајн, односно комбинација на бројни индивидуални компоненти во една компонента, со мултифункционална лесна конструкција.
Основниот елемент е внатрешната структура развиена од Cellcore, која може да се произведува само со употреба на SLM технологија. Гарантира стабилност и е погоден за транспорт на топлина. Карактеристиките на ова структурно ладење јасно ги надминуваат конвенционалните пристапи како што се правоаголни, концентрични канали за ладење. Структурното ладење нуди оптимален сооднос помеѓу стабилноста и масовната употреба и истовремено има мала отпорност на проток со голема површина. Не само што е поефикасно, туку интегрира и дополнителни функции. Структурата на решетката исто така обезбедува намалување на тежината во споредба со конвенционално произведени компоненти.
Процесот SLM процесира легура на никел-хром
SLM Solutions го поддржаа Cellcore во подготовката на комплексната компонента со цел да ја подготват оптимално за процесот на SLM. Ова вклучува развој на специфични параметри за геометријата на компонентите, вклучително и оптимизација на кожата, како и оптимална ориентација на компонентите во просторот за инсталација. Со цел да се избегнат грешките, беа идентификувани критични градежни области, кои обезбедија успех на градежната работа. Со цел да се исполнат високите материјални барања во воздушната индустрија, моторот е направен од легура на никел-хром IN718. IN718 е материјал што може да се стврднува од врнежи и има извонредни цврстини на истегнување, замор, ладење и фрактура до температура од 700 ° C. Ова го прави IN718 важна легура за компонентите на авионите и гасните турбини, како и за други различни апликации на висока температура, како што е ракетен погон. При конвенционална обработка, материјалот е тежок за обработка со високо абење на алатот.
Моторот е отпечатен на машината SLM 280 од SLM Solutions. Просторот за инсталација на машината е со димензии 280 mm × 280 mm × 365 mm и работи со патентирана мулти-млазна технологија. Ракувањето со прав е регулирано од единицата за снабдување со прав (PSV), што ја елиминира потребата за рачно полнење на прав користејќи индивидуални шишиња со прав. Достапниот прав се просејува преку ултразвучно сито интегрирано во PSV малку пред да се внесе во процесот, така што ниту една преголема честичка или странски тела не можат да влезат во процесот на градење. Транспортот на прашок помеѓу PSV и SLM машината е целосно автоматизиран со помош на транспортер за проток на гас.
По успешната градежна работа, компонентата прво се распакува и се отстранува од основната плоча. Покрај тоа, структурите за поддршка се отстрануваат и компонентата се преработува. „Концептната студија го покажува огромниот потенцијал на производство на адитиви и во воздушниот сектор и во другите индустрии“, вели убедливо Андреас Кругер, управен директор на Cellcore. „Ние сме многу импресионирани од можностите на технологијата од SLM Solutions. Особено сме импресионирани од високото ниво на детали и квалитет на многу деликатната мултифункционална структура за ладење “. Со SLM технологијата, може да се направи значителна заштеда на трошоците со заштеда на скапи, одземаат многу време чекори за производство и со поедноставување на структурата на моторот. Бидејќи во конвенционалното производство, елементите за инјектирање се произведуваат индивидуално, третирани и завртки поединечно.
Поедноставена пост-обработка и покрај сложените структури
За кислородот, во куќиштето се бришат и жлебовите, кои за возврат треба да бидат обезбедени со покривка за да не испари гасот. Последователното навртување се одвива во чиста просторија. Бројни работни чекори за кои е потребна сопствена обработка или барем склопување може да се комбинираат во производството на адитиви и со тоа да се намалат. Напорите за пост-обработка на компонентата се минимизираат и покрај сложената структура преку производство на адитиви. Големо абење на алатот исто така се избегнува.
Во Cellcore, моторот сè уште не е готов: „Во моментов работиме на принципот прикажан во разни проекти“, вели Кригер. „На овој начин може да се постигне огромна додадена вредност, на пример за компонентите на моторот и турбината или за алатите контролирани од температурата.
Производството на адитиви на високо нагласени компоненти во воздушната индустрија станува сè пошироко распространето. Првите ракети произведени како додатоци се очекува да влезат во вселената во 2021 година.
* Кристал Килгоре е директор за маркетинг на SLM Solutions во 23560 Либек, Тел. (04 51) 40 60-30 00