come "stampare" 16 metri quadrati di parti di aerei in una volta sola?
2024-09-24
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in una cavità sigillata priva di ossigeno, quattro ugelli espellono polvere metallica, che viene immediatamente fusa dai laser ad alta temperatura. sotto il movimento cnc degli ugelli, gli strati metallici si accumulano e crescono. occorrono solo decine di ore per creare un edificio complesso con un'area di 16 metri quadrati. i componenti di grandi dimensioni in lega di titanio possono essere formati in modo efficiente in forme.
questa è una scena reale accaduta nell'officina del beijing yuding additive manufacturing research institute co., ltd. (di seguito denominato "yuding additive"), la base di industrializzazione per i risultati del laboratorio nazionale di ingegneria per la produzione additiva di componenti metallici di grandi dimensioni dell'università di beihang. “la tecnologia di stampa 3d in metallo utilizza solo un computer ad alte prestazioni, una serie di teste laser ad alta precisione e una piattaforma meccanica cnc per la produzione additiva di componenti metallici su larga scala per completare le strutture portanti chiave su larga scala e complesse dei principali settori industriali attrezzature come aerei, motori e turbine a gas. produzione rapida", ha detto ai giornalisti il responsabile di yuding additive.
il nucleo della tecnologia di produzione additiva laser metallica (comunemente nota come tecnologia di stampa 3d in metallo) consiste nell'utilizzare un laser controllato da computer per scansionare strato per strato, fondere polvere o filo di lega trasportati in modo sincrono e far crescere componenti tridimensionali complessi strato per strato, producendo così varie forme di parti metalliche di alta qualità. basato sul controllo intelligente del processo di fusione e cristallizzazione ad alta temperatura della stampa 3d dei metalli, esiste un nuovo modo per risolvere problemi come "la tradizionale tecnologia di fusione e forgiatura è difficile da superare i limiti delle dimensioni di lavorazione" e "componenti di grandi dimensioni dei materiali metallici con composizioni complesse è difficile garantire composizione e struttura uniformi".
"prendiamo come esempio il grande telaio portante in lega di titanio di una grande fusoliera di un aereo. l'area esterna della parte più grande spesso supera i 10 metri quadrati. utilizzando la tradizionale tecnologia metallurgica di fusione e forgiatura, anche una forgiatrice super-grande con una pressione di 80.000 tonnellate non può essere eseguita direttamente. la lavorazione può essere divisa solo in più piccole parti e quindi unite insieme dopo la lavorazione. tuttavia, la stampa 3d in metallo può essere formata direttamente in modo additivo, il che riduce notevolmente il numero di parti, riduce significativamente il peso strutturale. migliora notevolmente la resistenza, soprattutto la tenacità, e riduce il consumo di materiale e i tempi di lavorazione dell'80%", ha affermato il responsabile.
in effetti, l’emergere della tecnologia di stampa 3d in metallo non è solo un’innovazione nella tecnologia di produzione, ma anche un sovvertimento dei concetti di produzione tradizionali.
wang huaming, accademico dell'accademia cinese di ingegneria, professore all'università di aeronautica e astronautica di pechino e direttore del laboratorio nazionale di ingegneria per la produzione additiva di componenti metallici di grandi dimensioni, ha affermato che controllando con precisione il laser per sciogliere ogni strato di polvere metallica, la tecnologia di stampa 3d in metallo realizza la microstruttura e la composizione chimica del materiale. questa tecnologia può non solo ottenere un processo di produzione più efficiente ed economico nell'applicazione, ma anche superare il tradizionale problema della distribuzione uniforme degli ingredienti durante la fusione di nuove leghe fondendo e processando direttamente la polvere. ciò non solo garantisce che i componenti metallici di grandi dimensioni abbiano qualità interne di grana fine, strutture dense e composizione uniforme e migliora qualitativamente le loro prestazioni, ma sfrutta anche le temperature estremamente elevate e le condizioni di cristallizzazione nel processo di fusione laser per sviluppare nuove strutture metalliche con nuovi composizioni chimiche. nuovi materiali.
“se la metallurgia tradizionale è un vaso di ingredienti misti e irregolari, la stampa 3d è come un raffinatore ad altissima velocità, che può ottenere un impasto omogeneo con ingredienti completamente uniformi e una consistenza molto densa ' materiali che stanno gradualmente affrontando limiti di processo ma hanno requisiti prestazionali sempre più elevati, si prevede che la stampa 3d porterà nuove scoperte", ha affermato wang huaming.
l'applicazione di successo della tecnologia di stampa 3d in metallo non solo migliora le capacità di innovazione indipendente del mio paese nel campo della produzione di fascia alta, ma dimostra anche la forza del mio paese nella ricerca e nello sviluppo di nuovi materiali e nuovi processi.
"attraverso la stretta integrazione tra industria, mondo accademico, ricerca e sforzi a lungo termine, il mio paese ha preso l'iniziativa nel mondo per sfondare tecnologie chiave come la stampa 3d in metallo e l'applicazione ingegneristica di componenti chiave su larga scala ad alte prestazioni di le principali apparecchiature aerospaziali, cosa ancora più importante, la stampa 3d è una delle principali apparecchiature. la produzione efficiente, ecologica e a basso costo di nuovi materiali strutturali metallici e componenti su larga scala ad alte prestazioni ha aperto una nuova strada ed è una nuova produttività nel vero senso della parola. ", ha detto wang huaming.
guardando al futuro, la tecnologia di stampa 3d ha ancora un ampio margine di crescita. secondo il "panorama dell'industria della stampa 3d in cina nel 2024" pubblicato dal qianzhan industry research institute, con l'ulteriore espansione della scala di applicazione dei prodotti di stampa 3d negli scenari esistenti e il continuo sviluppo di nuovi scenari e nuove applicazioni, si prevede che nei prossimi sei anni, la cina la portata del settore della stampa 3d continuerà a crescere rapidamente. si prevede che la dimensione del mercato delle apparecchiature di stampa 3d in cina supererà i 120 miliardi di yuan nel 2029, con un tasso di crescita annuo composto di circa il 19,5% dal 2024 al 2029.
"la leadership della cina nel campo della tecnologia di stampa 3d non è una coincidenza", ha affermato dong chuan, vice direttore generale e chief investment officer di sdic chuanghe fund management co., ltd., parlando del background degli investimenti nel percorso della stampa 3d e yuding additive, è la profonda fondazione manifatturiera della cina che offre ampio spazio per l'iterazione applicativa della stampa 3d e la nuova tecnologia può passare con successo dal laboratorio all'industria. questa tecnologia può non solo migliorare l’efficienza produttiva e le prestazioni dei prodotti, ma anche promuovere la trasformazione e l’ammodernamento dell’industria manifatturiera, fornendo un forte sostegno all’industria manifatturiera di apparecchiature di fascia alta del paese. (giornalista yuan xiaokang)
fonte: informazioni economiche giornaliere
