一. Projete leve e aumente o desempenho
Como a redução do peso pode aumentar muito o desempenho e a eficiência da espaçonave, a construção externa da espaçonave tem critérios bastante elevados para peso leve. Por meio do aprimoramento das características dos materiais e da otimização estrutural, a tecnologia de impressão 3D de metal atingiu esse objetivo. A tecnologia de impressão 3D de metal por deposição a laser foi empregada, por exemplo, na construção da estrutura inferior resistente ao calor da cápsula de retorno, não apenas reduzindo efetivamente o peso, mas também reduzindo o ciclo de produção e as despesas. Por meio de “diferenciação e integração” exatas, essa tecnologia fornece produtos que essencialmente evitam o desperdício de recursos e gastos de tempo nas técnicas convencionais de fabricação.
2. Construção personalizada de construções complexas
Muitos componentes intrincados e exatos - como pás de turbinas, câmaras de combustão de motores, etc. - são encontrados na estrutura externa da espaçonave. Com sua capacidade de controle de alta precisão, a tecnologia de impressão 3D de metal pode produzir peças extremamente complicadas, superando as técnicas de produção convencionais. Os designers podem criar protótipos com rapidez e precisão usando os recursos de personalização desta tecnologia, aumentando assim a eficiência do design. Por exemplo, a tecnologia de impressão 3D de metal diminui as operações intensivas de usinagem de precisão e montagem no projeto de otimização de motores de aeronaves, permitindo assim que os engenheiros maximizem os motores de forma mais eficaz.
3. Reparação e produção rápidas
Certas peças da espaçonave têm vida útil limitada e exigem manutenção e reparos frequentes. As técnicas convencionais de reparo não são apenas caras, mas também demoradas, incluindo remanufatura ou soldagem. Por meio da tecnologia de impressão 3D de metal, é possível obter o reparo exato de áreas danificadas e a rápida fabricação de componentes, encurtando drasticamente o ciclo de reparo e diminuindo os custos de produção. Isto pode reduzir os custos de lançamento e aumentar a flexibilidade da missão, por isso é especialmente crucial para a manutenção em órbita e substituição de componentes de emergência.
Dificuldades enfrentadas
1. enfrenta dificuldades técnicas.
Embora a tecnologia de impressão 3D de metal tenha produzido avanços notáveis na indústria aeroespacial, seu uso ainda apresenta certas dificuldades técnicas. Em primeiro lugar, uma dificuldade é que os equipamentos de impressão 3D de metal estão cada vez menores. O espaço de instalação é limitado; portanto, as impressoras 3D de metal contemporâneas são grandes e devem ser miniaturizadas para se adequarem ao ambiente do espaço. Além disso, altamente regulamentados devem ser a alta temperatura, o laser, o calor e a fumaça produzidos durante a operação de impressão 3D de metal para salvaguardar o ambiente aéreo e a segurança da estação espacial.
2. A influência do ambiente de microgravidade
As técnicas de impressão 3D de metal apresentam diversas dificuldades em ambientes de microgravidade. Por exemplo, a impressão 3D a laser em leito de pó oferece a melhor qualidade e precisão de fabricação, mas é um desafio distribuir o pó uniformemente em ambiente de microgravidade, influenciando assim a qualidade da impressão. Embora a gravidade não tenha efeito na impressão em seda, sua qualidade de produção e precisão de impressão ainda precisam ser aumentadas. Assim, uma grande dificuldade técnica é agora o desenvolvimento de técnicas de impressão 3D de metal adequadas para condições de microgravidade.
3. Despesas e Recursos
Mesmo que sejam apropriados para a tecnologia de impressão 3D de metal, os materiais em pó metálico ainda apresentam algumas restrições e grandes gastos. Embora o constante avanço da tecnologia torne viável o projeto e a aplicação de diversos materiais, os obstáculos no desempenho, custo e disponibilidade dos materiais ainda precisam ser resolvidos. Além disso, restringindo o uso geral da tecnologia de impressão 3D de metal na indústria aeroespacial estão seus custos um tanto elevados de equipamento, manutenção e treinamento.
4. Leis e Diretrizes
Regras e padrões rígidos se aplicam à produção e aplicação da construção externa de naves espaciais. Os produtos de impressão 3D de metal são uma tecnologia em desenvolvimento com procedimentos de certificação e avaliação de conformidade muito complicados. O estabelecimento de regras e procedimentos padrão correspondentes e testes e avaliações rigorosos de produtos de tecnologia de impressão 3D de metal ajudam a garantir a segurança e a confiabilidade das espaçonaves.
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