ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยีที่รวดเร็ว เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะจึงกลายเป็นเครื่องมือสร้างสรรค์หลักในภาคการบินและอวกาศ วิธีการนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มความแม่นยำและประสิทธิภาพในการผลิตอย่างมาก แต่ยังส่งเสริมการวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุโลหะผสมใหม่อีกด้วย เนื่องจากพวกเขากำลังปรับปรุงการออกแบบ การก่อสร้าง และการบำรุงรักษาเครื่องบินอย่างมาก โลหะผสมใหม่เหล่านี้ซึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะตัวจึงมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
การพิมพ์โลหะ 3 มิติเป็นเทคนิคการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุที่ซับซ้อน โดยการผลิตวัตถุสามมิติทีละชั้นเพื่อรวบรวมอนุภาคโลหะหรือสายไฟ ใช้วัสดุในการพิมพ์โลหะ 3D น้อยกว่าวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม เช่น การหล่อ การตี และการตัด แต่ยังให้วงจรการผลิตที่รวดเร็วขึ้นและมีอิสระในการออกแบบมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตองค์ประกอบโครงสร้างที่ซับซ้อน ข้อได้เปรียบเหล่านี้ได้นำไปสู่การประยุกต์ใช้การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะในอุตสาหกรรมเครื่องบินอย่างกว้างขวาง
การพัฒนาโลหะผสมใหม่เป็นหนึ่งในแรงผลักดันสำคัญของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในการพิมพ์โลหะ 3 มิติ นอกจากความแข็งแกร่งที่โดดเด่น ความเหนียวสูง และความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งแล้ว โลหะผสมใหม่เหล่านี้ยังมีคุณสมบัติน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพที่ดีที่อุณหภูมิสูง ตั้งแต่องค์ประกอบโครงสร้างไปจนถึงส่วนประกอบของเครื่องยนต์ไปจนถึงระบบป้องกันความร้อน คุณสมบัติเหล่านี้มอบโอกาสการใช้งานอัลลอยด์ใหม่ที่สำคัญในภาคส่วนเครื่องบิน
การใช้โลหะผสมนิกเกิลโคบอลต์โครเมียมออกไซด์เสริมความแข็งแกร่ง (ODS) โลหะผสมอุณหภูมิสูง GRX-810 ซึ่งพัฒนาขึ้นโดยความร่วมมือระหว่าง NASA และ Elementum 3D โลหะผสมนี้แสดงความต้านทานการคืบ ความแข็งแรง และความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่โดดเด่นที่อุณหภูมิสูง ความแข็งแรงและความต้านทานต่อออกซิเดชันของ GRX-810 เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และความต้านทานการคืบเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมอุณหภูมิสูงที่พิมพ์แบบธรรมดานั้นได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นถึง 1,000 เท่า ทำให้ GRX-810 เป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการสร้างส่วนประกอบเครื่องยนต์ที่บางและเล็กลง ซึ่งช่วยปรับปรุงการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง ต้นทุนการดำเนินงาน และความทนทาน นอกจากนี้ ยังเหมาะสำหรับชิ้นส่วนการผลิตที่ทำงานที่อุณหภูมิการทำงานสูงกว่า รวมถึงหัวฉีดเครื่องยนต์จรวด GRX-810 คือ
นอกเหนือจาก GRX-810 แล้ว โลหะผสมใหม่ในการพิมพ์โลหะ 3D ยังรวมถึง EOS Nickel Alloy IN738 และ EOS Nickel Alloy K500 อีกด้วย ความแข็งแรงสูง ทนความร้อน และต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ทำให้ IN738 เป็นซูเปอร์อัลลอยด์ที่มีนิกเกิลประสิทธิภาพสูง เหมาะสำหรับการผลิตใบพัดกังหันและส่วนประกอบพลังงานประสิทธิภาพสูงอื่นๆ รวมถึงระบบเครื่องจักรเทอร์โบที่ทำงานภายใต้แรงกดดันมหาศาล EOS IN738 สามารถลดการเสื่อมสภาพในการใช้งานที่มีแรงดันสูงได้อย่างมาก และต้านทานสภาวะอุณหภูมิได้ดีกว่าซูเปอร์อัลลอยทั่วไป สำหรับภาคส่วนเครื่องบินที่สร้างส่วนประกอบที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ IN738 จึงเป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบ
ได้รับการพัฒนาตามคำขอของบริษัทที่เปิดตัวพื้นที่ขนาดใหญ่ K500 ผสมผสานคุณสมบัติของโลหะผสมนิกเกิลและโลหะผสมทองแดงเพื่อให้มีความแข็งแรงและการนำความร้อนที่พอเหมาะผสมกันอย่างสมดุล วัสดุนี้ค่อนข้างเหมาะสมสำหรับการแปรรูปทางเคมีและการใช้งานทางทะเล เช่น ปั๊มและวาล์ว รวมถึงการสร้างส่วนประกอบในการใช้งานในพื้นที่ รวมถึงตัวขับดันและหัวฉีด ในวัสดุการพิมพ์ 3 มิติ การเปิดตัว K500 จะช่วยปิดช่องว่างระหว่างความแข็งแรงเชิงกลและการนำความร้อน ดังนั้นจึงทำให้ภาคการบินและอวกาศมีทางเลือกมากขึ้น
นอกจากนี้ ผู้เชี่ยวชาญจาก Oak Ridge National Laboratory (ORNL) และ National Energy Technology Laboratory (NETL) ยังได้ออกแบบและพิมพ์ 3D ให้เป็นโลหะผสมที่เบาที่สุดและไร้รอยแตกร้าวอย่างมีประสิทธิภาพในปัจจุบัน โลหะผสมนี้มีโครงสร้างโลหะผสมที่ซับซ้อนประกอบด้วยธาตุเจ็ดชนิดซึ่งมีไนโอเบียมสูง มีจุดหลอมเหลวมากกว่าซูเปอร์อัลลอยนิกเกิลโคบอลต์รุ่นก่อนหน้าอย่างน้อย 48% โดยสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงกว่า 1,315 องศาโดยไม่หลอมละลาย นอกเหนือจากการปรับปรุงคุณภาพการผลิตแบบเติมเนื้อของใบพัดกังหันแล้ว ความก้าวหน้าเชิงจินตนาการนี้ยังช่วยลดน้ำหนักของเครื่องบินและกังหันก๊าซ และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยทั่วไปอีกด้วย
ผู้ผลิตเครื่องบินพบว่าโลหะผสมที่พัฒนาขึ้นใหม่ซึ่งสร้างขึ้นในการพิมพ์โลหะ 3D มีประโยชน์อย่างมาก โลหะผสมชนิดใหม่สามารถพัฒนาได้ ตัวอย่างเช่น เพื่อสร้างส่วนประกอบเครื่องยนต์ที่สำคัญ เช่น ปะเก็นแยกส่วนอุณหภูมิสูง ใบพัดกังหัน และห้องเผาไหม้ ซึ่งโลหะผสมชนิดใหม่นี้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ทนต่อการกัดกร่อน และทนต่อการสึกหรอ ทนต่อสภาพแวดล้อมทางเคมีและภาระความร้อนได้มาก นอกจากนี้ โลหะผสมชนิดใหม่ยังช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนที่สำคัญ รวมถึงส่วนโครงสร้างและระบบป้องกันความร้อน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความปลอดภัยโดยทั่วไปและสมรรถนะของเครื่องบิน
โลหะผสมใหม่ในการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะไม่เพียงแต่พัฒนาเทคโนโลยีเครื่องบิน แต่ยังมอบโอกาสแห่งจินตนาการสำหรับสาขาอื่นๆ อีกมากมาย โลหะผสมชนิดใหม่สามารถสร้างขึ้นได้สำหรับภาคพลังงาน เช่น เพื่อสร้างชิ้นส่วนกังหันก๊าซและส่วนประกอบโครงสร้างสำหรับเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและมีประสิทธิภาพมากขึ้น อุตสาหกรรมการแพทย์พบว่ามีการใช้โลหะผสมใหม่ในการผลิตอุปกรณ์และการปลูกถ่ายที่มีความแม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้น การใช้งานเหล่านี้ไม่เพียงขยายขอบเขตความเป็นไปได้สำหรับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะ แต่ยังสนับสนุนการยกระดับอุตสาหกรรมในภาคส่วนพันธมิตรและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในสาขาที่เกี่ยวข้อง
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/lightweight-fluid-manifold-with-3d-printing.html