增強(qiáng)衛(wèi)星支架并縮減上市時(shí)間，航空公司采用SLM Solutions和Uniformity Labs增材技術(shù)

2023年5月16日，南極熊獲悉，一家未透露名稱的航空航天公司表示，它們采用了由Uniformity Labs推出的超低孔隙率粉末鈦合金材料UniFuse Ti6Al4V，并結(jié)合SLM Solutions的粉床熔融3D打印技術(shù)，已成功為某衛(wèi)星制造了一款增強(qiáng)型有效載荷支架。

△航空航天公司采用這種組合除了可獲得增強(qiáng)型有效載荷支架，還可以將構(gòu)建時(shí)間減少1.5倍

Uniformity Labs首席執(zhí)行官Adam Hopkins表示：“我們推出的鈦合金材料Uniformity Ti64 Grade 23，為客戶提供了先進(jìn)的性能和可重復(fù)性。這些客戶在極端條件下需要符合最高標(biāo)準(zhǔn)的零部件。我們的粉末具有強(qiáng)大的機(jī)械性能、低表面粗糙度和高打印產(chǎn)量。此外，它還顯著提高了機(jī)器的產(chǎn)能，來(lái)滿足用戶不斷增長(zhǎng)的高標(biāo)準(zhǔn)需求?！?br />

△SLM Solutions的SLM 125金屬3D打印機(jī)

聯(lián)合Uniformity Labs與SLM Solutions的解決方案

眾所周知，衛(wèi)星有效載荷支架需要具備高強(qiáng)度與輕量化比例以及耐高溫性能，以應(yīng)對(duì)嚴(yán)酷的太空操作環(huán)境。

這家未透露名稱航空航天公司表示，最初，該載荷支架計(jì)劃使用電子束熔化（EBM）工藝制造，但該公司認(rèn)為EBM存在工藝限制，影響了零件的密實(shí)度、精度和分辨率，導(dǎo)致零件質(zhì)量下降。雖然考慮過(guò)其他制造工藝，比如焊接，但在機(jī)加工基座上焊接臂會(huì)導(dǎo)致載荷支架真實(shí)位置的不一致性，并且會(huì)在焊縫周圍產(chǎn)生多種失效模式。此外，這種方法會(huì)增加重量和成本，并需要進(jìn)行后續(xù)的質(zhì)量控制檢查。最終選擇了以下兩家公司進(jìn)行創(chuàng)新。

Uniformity Labs是高密度金屬粉末和先進(jìn)制造工藝的供應(yīng)商，旨在幫助用戶在大規(guī)模增材制造中實(shí)現(xiàn)重要的質(zhì)量和效率改進(jìn)。

SLM Solutions是一家集成解決方案提供商和金屬增材制造合作伙伴。它強(qiáng)大的選擇性激光熔化機(jī)器優(yōu)化了快速、可靠和成本高效的零件生產(chǎn)，SLM Solutions的專家將在整個(gè)過(guò)程的每個(gè)階段與客戶合作，提供支持，提升技術(shù)的使用，并確保用戶的投資回報(bào)率體驗(yàn)。

△Uniformity Labs皆在通過(guò)提高打印各種金屬合金的可靠性和效率，同時(shí)不影響零件性能，來(lái)促進(jìn)大規(guī)模3D打印批量生產(chǎn)

材料的發(fā)展為新的解決方案提供可能

為了生產(chǎn)衛(wèi)星有效載荷支架，Uniformity Labs使用了SLM 125金屬3D打印制造系統(tǒng)，將UniFuse Ti6Al4V粉末材料和高性能掃描參數(shù)相結(jié)合。據(jù)稱，這種組合有助于縮短上市時(shí)間，相對(duì)于以相同層厚度打印，構(gòu)建時(shí)間整整縮減了1.5倍。

Uniformity Labs的UniForm Ti6Al4V材料具有以下機(jī)械和密度特性：層厚為60μm，在打印狀態(tài)下具有平均密度達(dá)到99.96%以及Z方向表面粗糙度為11.0 ± 1.0 μm。經(jīng)過(guò)熱等靜壓（HIP）處理后，其極限拉伸強(qiáng)度（Rm z）為1000 ± 7 MPa，極限抗拉強(qiáng)度（Rm xy）為1010 ± 6 MPa，屈服強(qiáng)度（Rm z）為896 ± 10 MPa，屈服強(qiáng)度（Rm xy）為924 ± 7 MPa。

同時(shí)，使用激光粉末床熔合工藝代替EBM或傳統(tǒng)工業(yè)也消除了幾個(gè)中間制造步驟，降低了成本、潛在的故障可能，并再次縮短了上市時(shí)間。

△空中客車公司利用金屬3D打印技術(shù)制造了用于A350 WXB的支架

使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)有效載荷支架的好處包括：
●屈服強(qiáng)度提高19%
●極限抗拉強(qiáng)度提高24%
●構(gòu)建時(shí)間減少1.5倍
●無(wú)需熱處理
●更少的制造流程

未來(lái)，隨著3D打印制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，我們可以期待更多航空航天應(yīng)用的突破。例如，通過(guò)采用新型材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)和先進(jìn)的制造技術(shù)，我們可以實(shí)現(xiàn)更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)部件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的航天器件和個(gè)性化的航空航天零部件制造。這些創(chuàng)新將為航空航天行業(yè)帶來(lái)更大的靈活性、效率和可持續(xù)性。