1.κράμα τιτανίου
Λόγω της μεγάλης αντοχής, της χαμηλής πυκνότητας και της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση, τα κράματα τιτανίου γίνονται σημαντικά στην κατασκευή διαστημοπλοίων. Αν και η πυκνότητα του κράματος τιτανίου είναι περίπου η μισή από αυτή του χάλυβα, η αντοχή του είναι μάλλον παρόμοια και ακόμη καλύτερη από ορισμένες απόψεις. Το κράμα τιτανίου είναι επομένως το τέλειο υλικό για την επίτευξη ελαφρού σχεδιασμού διαστημικών σκαφών. Ταυτόχρονα, τα κράματα τιτανίου μπορούν να διατηρήσουν σταθερή απόδοση κάτω από απαιτητικές συνθήκες, όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση και διαβρωτικό περιβάλλον. Τα πτερύγια του κινητήρα, τα δομικά πλαίσια και τα βασικά συνδετικά εξαρτήματα των διαστημοπλοίων κατασκευάζονται συχνά από κράματα τιτανίου.
Το κράμα τιτανίου έχει μια αρκετά σημαντική δυσκολία εκτύπωσης στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων, επομένως απαιτείται εξοπλισμός εκτύπωσης υψηλής σταθερότητας και μεγάλη ακρίβεια. Αλλά μόλις εκτυπωθούν αποτελεσματικά τα εξαρτήματα από κράμα τιτανίου, η απόδοσή τους θα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των συμβατικών τεχνικών παραγωγής. Επιπλέον, κατάλληλα για συγκεκριμένες χρήσεις όπως ιατρικά εμφυτεύματα, τα κράματα τιτανίου έχουν ισχυρή βιοσυμβατότητα.
2.κράμα αλουμινίου
Ένα άλλο συχνά χρησιμοποιούμενο μεταλλικό υλικό τρισδιάστατης εκτύπωσης στην κατασκευή διαστημικών σκαφών είναι το κράμα αλουμινίου. Για το χαμηλό βάρος, τη μεγάλη αντοχή και την αξιοπρεπή θερμική αγωγιμότητα, το κράμα αλουμινίου προτιμάται πολύ. Αν και το κράμα αλουμινίου έχει πολύ χαμηλότερη πυκνότητα από τον χάλυβα, η αντοχή του μπορεί να είναι κάπως παρόμοια με ορισμένους χάλυβες. Το κράμα αλουμινίου είναι επομένως το τέλειο υλικό για την κατασκευή εξαρτημάτων διαστημικού σκάφους ελαφρού βάρους.
Στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων, το κράμα αλουμινίου είναι μάλλον εύκολο να παραχθεί και το ποσοστό χρήσης υλικού είναι υψηλό. Μέσω του έξυπνου σχεδιασμού, οι μηχανικοί μπορούν να δημιουργήσουν ελαφριά και στιβαρά εξαρτήματα από κράμα αλουμινίου, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση και την οικονομία καυσίμου των διαστημικών σκαφών. Ωστόσο, το κράμα αλουμινίου είναι επιρρεπές να αντιδρά με το οξυγόνο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκτύπωσης, γεγονός που μειώνει την ποιότητα του τελικού προϊόντος. Συνεπώς, κατά την εκτύπωση πρέπει να ακολουθούνται κατάλληλες προληπτικές ενέργειες, όπως η προστασία από αδρανές αέριο.
3. ανοξείδωτο ατσάλι
Λόγω της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση, της μεγάλης αντοχής και της εξαιρετικής απόδοσης επεξεργασίας, ο ανοξείδωτος χάλυβας βρίσκει επίσης ρόλο στην κατασκευή διαστημικών σκαφών. Ιδιαίτερα σταθερό σε πολύ διαβρωτικό περιβάλλον, το πλούσιο σε χρώμιο φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα μπορεί να αντέξει αποτελεσματικά τη διάβρωση πολλών χημικών μέσων. Επιπλέον, το φθηνό κόστος και η ισχυρή δυνατότητα ανακύκλωσης του ανοξείδωτου χάλυβα συμβάλλουν στην περαιτέρω μείωση των εξόδων παραγωγής.
Στη μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση, η αντοχή σε εφελκυσμό και τα τυπωμένα αντικείμενα υψηλής αντοχής προκύπτουν από μια μάλλον βασική τεχνική εκτύπωσης από ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτό καθιστά τον ανοξείδωτο χάλυβα το τέλειο υλικό για την κατασκευή εξαρτημάτων διαστημικού σκάφους ικανά να αντέχουν σε ισχυρά φορτία και διαβρωτικό περιβάλλον. Ωστόσο, όσον αφορά τη δομική πολυπλοκότητα και την ελευθερία σχεδιασμού, οι φυσικές ιδιότητες του ανοξείδωτου χάλυβα επιβάλλουν ορισμένους περιορισμούς. Έτσι, ο ανοξείδωτος χάλυβας χρησιμοποιείται συχνά στην κατασκευή διαστημοπλοίων για την παραγωγή εξαρτημάτων με κάπως βασική κατασκευή.
4. Κράματα υψηλής θερμοκρασίας
Ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας βρίσκουν εκτεταμένη χρήση στην κατασκευή διαστημικών σκαφών. Οι άριστες μηχανικές ιδιότητες και η αντοχή στην οξείδωση αφθονούν στα κράματα υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο και το σίδηρο. Αυτά τα κράματα μπορούν να διατηρήσουν καλή αντοχή και σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες και χρησιμοποιούνται εκτενώς στην κατασκευή βασικών εξαρτημάτων όπως κινητήρες διαστημικών σκαφών, αεριοστρόβιλοι και κινητήρες στροβίλου.
Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας είναι κάπως περίπλοκα στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων, η οποία απαιτεί σταθερό περιβάλλον εκτύπωσης και εργαλεία εκτύπωσης υψηλής ακρίβειας. Μόλις εκτυπωθούν αποτελεσματικά, ωστόσο, τα εξαρτήματα από κράμα υψηλής θερμοκρασίας θα προσφέρουν εξαιρετική αξιοπιστία και απόδοση. Επιπλέον, έχοντας ανώτερη αντίσταση ερπυσμού, τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας συμβάλλουν σημαντικά στην αύξηση της απόδοσης των σύγχρονων κινητήρων διαστημόπλοιων.
Πέντε: πυρίμαχο κράμα
Επιπλέον, που έχουν ειδικές χρήσεις στην κατασκευή διαστημοπλοίων είναι τα πυρίμαχα κράματα όπως το νιόβιο, το ταντάλιο, το μολυβδαίνιο, το ρήνιο, το βολφράμιο και τα κράματά τους. Αυτά τα κράματα που χρησιμοποιούνται συνήθως σε συνθήκες εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών, έχουν εξαιρετικά υψηλά σημεία τήξης και εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Τα κράματα με βάση το νιόβιο, για παράδειγμα, υπερέχουν σε χρήσεις, συμπεριλαμβανομένων των υπερηχητικών μπροστινών άκρων πτερυγίων, συστημάτων ελέγχου διαστημικής αντίδρασης και ακροφυσίων ψύξης ακτινοβολίας.
Τα πυρίμαχα κράματα στην τρισδιάστατη εκτύπωση μετάλλων είναι κάπως δύσκολο να εκτυπωθούν και απαιτούν ορισμένες τεχνικές και εξοπλισμό εκτύπωσης. Τα εξαρτήματα από πυρίμαχο κράμα, ωστόσο, θα προσφέρουν εξαιρετική απόδοση και σταθερότητα μόλις παραχθούν αποτελεσματικά. Επιπλέον, η ισχυρή αντοχή στη διάβρωση και την οξείδωση των πυρίμαχων μετάλλων συμβάλλει στην αύξηση της διάρκειας ζωής των εξαρτημάτων του διαστημικού σκάφους.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/titanium-3d-printing-automotive-exhaust.html