como “imprimir” 16 metros quadrados de peças de aeronaves de uma só vez?
2024-09-24
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em uma cavidade selada sem oxigênio, quatro bicos ejetam pó de metal, que é instantaneamente derretido por lasers de alta temperatura. sob o movimento cnc dos bicos, as camadas de metal se acumulam e crescem. com uma área de 16 metros quadrados. grandes componentes de liga de titânio podem ser moldados com eficiência.
esta é uma cena real que aconteceu na oficina do beijing yuding additive manufacturing research institute co., ltd. (doravante denominado "yuding additive"), a base de industrialização para os resultados do laboratório nacional de engenharia para fabricação aditiva de grandes componentes metálicos da universidade beihang. “a tecnologia de impressão 3d de metal usa apenas um computador de alto desempenho, um conjunto de cabeçotes de laser de alta precisão e uma plataforma mecânica cnc de fabricação aditiva de componentes metálicos em grande escala para completar as principais estruturas de suporte de carga complexas e em grande escala das principais indústrias. equipamentos como aeronaves, motores e turbinas a gás. produção rápida." o responsável pela yuding additive disse aos repórteres.
o núcleo da tecnologia de fabricação aditiva a laser de metal (comumente conhecida como tecnologia de impressão 3d de metal) é usar um laser controlado por computador para digitalizar camada por camada, derreter pó ou fio de liga transportado de forma síncrona e aumentar componentes complexos tridimensionais camada por camada, fabricando assim vários formatos de peças metálicas de alta qualidade. com base no controle inteligente do processo de fusão e cristalização em alta temperatura da impressão 3d de metal, há uma nova maneira de resolver problemas como "a tecnologia tradicional de fundição e forjamento é difícil de romper as limitações do tamanho do processamento" e "componentes grandes de materiais metálicos com composições complexas são difíceis de garantir composição e textura uniformes".
"tome como exemplo a grande estrutura de suporte de liga de titânio da fuselagem de uma grande aeronave. a área externa da maior parte geralmente excede 10 metros quadrados. usando a tecnologia tradicional de fundição metalúrgica e forjamento, até mesmo uma máquina de forjamento supergrande com uma pressão de 80.000 toneladas não pode ser processada diretamente. o processamento só pode ser dividido em várias peças pequenas e depois unidas após o processamento. no entanto, a impressão 3d de metal pode ser formada diretamente por aditivo, o que reduz bastante o número de peças, reduz significativamente o peso estrutural, melhora muito a resistência, principalmente a tenacidade, e reduz o consumo de material e o tempo de processamento em 80%", disse o responsável.
na verdade, o surgimento da tecnologia de impressão 3d em metal não é apenas uma inovação na tecnologia de fabricação, mas também uma subversão dos conceitos tradicionais de fabricação.
wang huaming, acadêmico da academia chinesa de engenharia, professor da universidade de aeronáutica e astronáutica de pequim e diretor do laboratório nacional de engenharia para fabricação aditiva de grandes componentes metálicos, disse que controlando com precisão o laser para derreter cada camada de pó metálico, a tecnologia de impressão 3d de metal realiza a microestrutura e a composição química do material. esta tecnologia pode não apenas alcançar um processo de fabricação mais eficiente e econômico na aplicação, mas também superar o problema tradicional de distribuição uniforme de ingredientes durante a fundição de novas ligas, derretendo e processando diretamente o pó. isso não apenas garante que grandes componentes metálicos tenham qualidades internas de grãos finos, estruturas densas e composição uniforme, e melhore qualitativamente seu desempenho, mas também utiliza temperaturas extremamente altas e condições de cristalização no processo de fusão a laser para desenvolver novas estruturas metálicas com novos composições químicas. novos materiais.
“se a metalurgia tradicional é um pote de ingredientes misturados e irregulares, então a impressão 3d é como um refinador fino de altíssima velocidade, que pode obter uma pasta homogênea com ingredientes completamente uniformes e uma textura muito densa”. materiais que estão gradualmente enfrentando limites de processo, mas que têm requisitos de desempenho cada vez mais elevados, espera-se que a impressão 3d traga novos avanços", disse wang huaming.
a aplicação bem-sucedida da tecnologia de impressão 3d de metal não só aumenta as capacidades de inovação independente do meu país no campo da fabricação de alta qualidade, mas também demonstra a força do meu país na pesquisa e desenvolvimento de novos materiais e novos processos.
"através da estreita integração da indústria, da academia e da pesquisa e dos esforços de longo prazo, meu país assumiu a liderança no mundo para romper com tecnologias-chave, como impressão 3d de metal e aplicação de engenharia de componentes-chave de alto desempenho em grande escala de principais equipamentos aeroespaciais mais importante ainda, a impressão 3d é um equipamento importante. a produção eficiente, ecológica e de baixo custo de novos materiais estruturais metálicos e componentes de alto desempenho em grande escala abriu um novo caminho e é uma nova produtividade no verdadeiro sentido. ", disse wang huaming.
olhando para o futuro, a tecnologia de impressão 3d ainda tem maior espaço para crescimento. de acordo com o "panorama da indústria de impressão 3d da china em 2024" divulgado pelo instituto de pesquisa da indústria qianzhan, com a expansão adicional da escala de aplicação de produtos de impressão 3d em cenários existentes e o desenvolvimento contínuo de novos cenários e novas aplicações, espera-se que nos próximos seis anos, a china a escala da indústria de impressão 3d continuará a crescer rapidamente. espera-se que o tamanho do mercado de equipamentos de impressão 3d da china exceda 120 bilhões de yuans em 2029, com uma taxa composta de crescimento anual de aproximadamente 19,5% de 2024 a 2029.
"a liderança da china no campo da tecnologia de impressão 3d não é uma coincidência", disse dong chuan, vice-gerente geral e diretor de investimentos da sdic chuanghe fund management co., ltd., ao falar sobre o histórico de investimentos na área de impressão 3d e yuding additive, é a profunda base de fabricação da china que oferece amplo espaço para a iteração de aplicações de impressão 3d, e a nova tecnologia pode passar com sucesso do laboratório para a indústria. esta tecnologia pode não só melhorar a eficiência e o desempenho da fabricação dos produtos, mas também promover a transformação e modernização da indústria manufatureira, fornecendo um forte apoio à indústria de fabricação de equipamentos de alta qualidade do país. (repórter yuan xiaokang)
fonte: informação económica diária
