なぜ複雑な航空宇宙部品が 3D プリントに最適なのでしょうか?

内部チャネル、格子構造、トポロジーが最適化されたジオメトリを備えた複雑な航空宇宙部品は、従来の CNC 加工を限界まで押し上げることがよくあります。- 材料の無駄が多く、複数のセットアップ、長いリードタイム、設計が犠牲になったり法外に高価になったりします。このガイドではその理由を説明します アルミニウム合金の 3D プリント選択的レーザー溶解 (SLM) による方法は、このような状況で金属 3D プリント部品を製造するための実用的なソリューションとなっています。従来の機械加工の実際の制約、SLM の仕組みとそれが可能にする設計の自由度、AlSi10Mg が航空宇宙用途で優れている理由、典型的な機械的特性、実際の事例、コストとリードタイムの​​明確な比較、金属 3D プリンティングが CNC よりも優れている特定の条件について説明しています。-

CNC は多くの部品において依然として優れています。ただし、非常に複雑な航空宇宙の形状では、次のような欠点が明らかになります。

ツールのアクセスは内部機能を制限します。深い溝や閉じた格子では、通常、部品を分割して後で組み立てる必要があります。

購入と飛行の比率は 10:1 ～ 20:1 が一般的です。{0}{1}実際には、これは多くの場合、ビレットの 85 ～ 95% がチップになることを意味します。

複数の設定を行うと、コストと許容誤差が積み重なるリスクの両方が増加します。-

プログラミング、治具、および一連の操作が積み重なると、リードタイムが長くなります。

形状自体がプロセスに影響を与えると、プロジェクトは製造限界を超えて再設計されるか、不必要にコストがかかることになります。

選択的レーザー溶解では、金属粉末から層ごとに部品を構築します。高出力レーザーは、スライスされた CAD データに従って粉末を完全に溶解します。-未使用の粉末が回収されるため、材料利用率がサブトラクティブ法よりもはるかに高くなります。

実際の利点はすぐに現れます。

内部冷却または流体チャネルは、パフォーマンスが必要な場所に正確に配置できます。

固体セクションは、質量を切断しながら剛性を維持する格子またはジャイロイド構造に置き換えることができます。

多くの場合、アセンブリは単一の部品に統合され、留め具や潜在的な漏れ経路が除去されます。

これらが、エンジニアが経験豊富な人材を求める理由です。SLM 3D プリンティング プロトタイピング部品ジオメトリが主な拘束である場合は、工場出荷時に使用されます。

AlSi10Mg は、アルミニウム合金の 3D プリントのほとんどの航空宇宙用途で主力合金であり続けています。強度対重量比、熱伝導率、印刷適性を強力に組み合わせています。--

SLM AlSi10Mg の典型的な機械的特性

プロセス制御と後処理が正しく処理されていれば、疲労性能は多くの二次構造やブラケットで十分です。{0}} NASA、EASA、および業界団体による認証フレームワークは成熟し続けており、認定を受けたメーカーに航空宇宙用途へのより明確な道筋を与えています。

最近、航空宇宙産業の顧客が、内部格子機能とコンフォーマル チャネルを含む構造用アルミニウム コンポーネントを携えて当社に来ました。従来の機械加工の見積もりでは、リードタイムが長く、材料の無駄が多かった。この設計には複数のセットアップが必要であり、それでもスクラップになるリスクが伴いました。

SLM を使用して、AlSi10Mg で部品を製造しました。結果：

マルチセットアップ加工ではなく、単一の-ネットシェイプに近い-製造-生産-

リードタイムは推定 7 ～ 9 週間 (CNC ルート) から、後処理と検査を含めて約 2.5 週間に短縮されました-

機械加工では不可能だった格子デザインによる大幅な軽量化

標準的な熱処理と仕上げ後の高い初回パス歩留まり-

お客様は、元の形状に大きな妥協を強いることなく、再設計の議論から機能的なハードウェアに移行しました。これは、ほとんどのチームが信頼できるソリューションを探すときに求めている実際的な結果です。金属 3D プリント部品メーカー。

金属 3D プリントが自動的に優れたり、安価になったりするわけではありません。特定の条件下で最高のパフォーマンスを発揮します。以下の比較は、航空宇宙の複雑な形状に関する典型的な結果を反映しています。

複雑な航空宇宙部品の CNC と SLM の比較

大量生産される単純な角柱部品では、依然として CNC が好まれます。ハイブリッド アプローチ - でニア-形状を印刷し、-重要な表面のみの加工を終了-すると、全体的に最良の結果が得られることがよくあります。

現在のサプライヤーとの間で問題を引き起こしている複雑な部品がある場合は、図面を送信してください。当社は、SLM アルミニウムが製造性、期待される特性、リードタイム、コストをカバーする - より良いルートであるかどうかを、不必要な楽観視をせずに直接評価します -。

Sunhingstones は、航空宇宙およびその他の要求の厳しい用途向けの金属 3D プリント コンポーネントに焦点を当てています。ジオメトリ自体が主な拘束である場合は、お問い合わせください。