1. Využití technologie 3D tisku kovů při konstrukci kosmických lodí
Pomocí vrstvení vrstev kovových prášků nebo drátů je kovový 3D tisk - také označovaný jako výroba kovových přísad - metodou pro budování složitých trojrozměrných struktur. Technologie kovového 3D tisku nabízí hlavní výhody při stavbě kosmických lodí, včetně velké svobody designu, velké přesnosti výroby, vynikající materiálové hospodárnosti a schopnosti stavět složité konstrukce. Zejména v součástech motorů, palivových nádržích, systémech tepelné ochrany a konstrukčních podpůrných součástech se díky těmto výhodám stala technologie kovového 3D tisku široce používaná při stavbě kosmických lodí velmi běžnou.
2. Jak může kovový 3D tisk snížit spotřebu paliva kosmických lodí?
Zlepšit konstrukci motoru.
Komponenty motoru včetně složitých vnitřních chladicích kanálů a přesných geometrických tvarů – jako jsou lopatky turbíny a spalovací komory – lze vyrobit technologií 3D tisku z kovu. Tyto složité konstrukce pomáhají zlepšit tepelnou účinnost motoru a tah, čímž snižují spotřebu paliva. Například tenčí tloušťka stěn a složitější chladicí kanály, které lze vidět u kovových 3D tištěných turbínových lopatek, pomáhají snižovat tepelné ztráty a zvyšují celkovou účinnost motoru.
Design s nízkou hmotností
Spotřeba paliva kosmické lodi je do značné míry ovlivněna její hmotností. Pomocí konstrukční struktury a rozložení materiálu pro minimalizaci zbytečné hmotnosti může technologie kovového 3D tisku dosáhnout lehkého designu. Například tenčí tloušťka stěn a složitější tvary, které umožňuje technologie kovového 3D tisku, pomáhají snížit hmotnost, aniž by byla ohrožena strukturální integrita vyrobených nádrží na benzin. Kromě toho je u kovového 3D tisku možný integrovaný design, který kombinuje několik dílů do jednoho celku, čímž se snižuje hmotnost a počet konektorů.
Zvyšte přesnost výroby a řežte odpad materiálu.
Vysoká přesnost a reprodukovatelnost technologií kovového 3D tisku poskytuje přesnou kontrolu spotřeby materiálu po celou dobu výroby. Tím, že pomáhá snižovat plýtvání materiálem a míru vadného zboží ve výrobním procesu, pomáhá snižovat výrobní náklady a spotřebu paliva. Technologie kovového 3D tisku navíc umožňuje výrobu na vyžádání, to znamená vytvoření potřebného počtu komponentů na základě skutečné poptávky, čímž se zabrání nadprodukci a nahromadění zásob.
Nový mechanismus tepelné ochrany
Během letu musí kosmická loď odolávat poměrně vysokým teplotám a tlakům. Systémy tepelné ochrany se složitými geometrickými tvary a vícevrstvými strukturami, které umožňuje technologie kovového 3D tisku, mohou úspěšněji absorbovat a distribuovat teplo, čímž chrání kosmickou loď před poškozením vysokou teplotou. Snížení tepelných ztrát a spotřeby energie kosmické lodi během letu pomocí optimálního návrhu systému tepelné ochrany pomáhá snižovat spotřebu paliva.
Zvyšte spolehlivost a robustnost.
Vyšší spolehlivost a odolnost komponentů lze dosáhnout technologií kovového 3D tisku. Přesnou kontrolou parametrů a výběru materiálu v průběhu výrobního procesu lze zaručit vynikající mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi. To snižuje poruchovost a náklady na údržbu kosmických lodí za letu, a tím zvyšuje jejich životnost a snižuje spotřebu paliva.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/hydraulic-components-by-3d-printing.html