增強衛(wèi)星支架并縮減上市時間，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型有效載荷支架，還可以將構(gòu)建時間減少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準的零部件。我們的粉末具有強大的機械性能、低表面粗糙度和高打印產(chǎn)量。此外，它還顯著提高了機器的產(chǎn)能，來滿足用戶不斷增長的高標準需求�！�

△SLM Solutions的SLM 125金屬3D打印機

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度與輕量化比例以及耐高溫性能，以應(yīng)對嚴酷的太空操作環(huán)境。

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

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

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。它強大的選擇性激光熔化機器優(yōu)化了快速、可靠和成本高效的零件生產(chǎn)，SLM Solutions的專家將在整個過程的每個階段與客戶合作，提供支持，提升技術(shù)的使用，并確保用戶的投資回報率體驗。

△Uniformity Labs皆在通過提高打印各種金屬合金的可靠性和效率，同時不影響零件性能，來促進大規(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間，相對于以相同層厚度打印，構(gòu)建時間整整縮減了1.5倍。

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

同時，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：
●屈服強度提高19%
●極限抗拉強度提高24%
●構(gòu)建時間減少1.5倍
●無需熱處理
●更少的制造流程

未來，隨著3D打印制造技術(shù)的不斷進步和創(chuàng)新，我們可以期待更多航空航天應(yīng)用的突破。例如，通過采用新型材料、優(yōu)化設(shè)計和先進的制造技術(shù)，我們可以實現(xiàn)更高效的發(fā)動機部件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的航天器件和個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)帶來更大的靈活性、效率和可持續(xù)性。