Cóimhiotail Tíotáiniam agus Alúmanam: Roghanna Sármhaithe le haghaidh Déantúsaíochta Breiseáin san Earnáil Aeraspáis Ard-Deireadh

Buntáistí agus difríochtaí tíotáiniam agus alúmanam
Úsáidtear cóimhiotail alúmanaim agus tíotáiniam, mar gheall ar a n-dlús íseal den scoth agus neart struchtúrach, i líon mór iarratas i aeraspáis, feithicleach, agus tógáil meaisín, cibé acu an n-úsáidtear priontáil 3D nó meaisínithe CNC, agus tá siad tábhachtach go háirithe sa tionscal aeraspáis, i gcás ina is iad na bunábhair struchtúracha iad.
Tá tíotáiniam agus alúmanam araon éadrom, ach tá difríocht idir an dá cheann fós. Cé go bhfuil tíotáiniam thart ar dhá thrian níos troime ná alúmanam, ciallaíonn a neart dúchasach gur féidir méid i bhfad níos lú a úsáid chun an neart riachtanach a bhaint amach. Úsáidtear cóimhiotail tíotáiniam go forleathan in innill scaird aerárthach agus gach cineál spásárthaí, áit a laghdaíonn a neart agus a dlús íseal costais breosla. Is é cóimhiotal alúmanaim, nach bhfuil ach aon trian de dhlús cruach aige, an t-ábhar is mó a úsáidtear agus is coitianta le haghaidh éadromú feithicleach ag an gcéim seo; tá staidéir déanta a léiríonn gur féidir cóimhiotal alúmanaim a úsáid ar feadh suas le 540kg i bhfeithicil iomlán, agus sa chás sin caillfidh an carr 40% dá mheáchan, agus is iad na comhlachtaí uile-alúmanam Audi, Toyota, agus feithiclí brandáilte eile a sampla maith de seo.

Ós rud é go bhfuil ard-neart agus dlús íseal ag an dá ábhar, ní mór fachtóirí difríochta eile a mheas agus cinneadh á dhéanamh ar an gcóimhiotal atá le húsáid.
Neart/Meáchan: I gcásanna criticiúla, déantar gach graim de chuid a chomhaireamh, ach má tá gá le comhpháirt le neart níos airde, is é tíotáiniam an rogha is fearr. Mar gheall air seo, úsáidtear cóimhiotail tíotáiniam i ndéanamh feistí leighis/ionchlannáin, comhpháirteanna satailíte casta, daingneáin agus braces, agus go leor eile.
Costas: Is é alúmanam an miotail is éifeachtaí ó thaobh costais le húsáid le haghaidh meaisínithe nó priontáil 3D; cosnaíonn tíotáiniam níos mó ach féadann sé ardú céime a thiomáint fós. Íocfaidh an coigilteas breosla d'eitleán nó spásárthach ó chodanna níos éadroime díbhinní ollmhóra, agus mairfidh páirteanna tíotáiniam níos faide.
Airíonna teirmeacha: Tá seoltacht ard teirmeach ag cóimhiotail alúmanaim agus is minic a úsáidtear iad chun radaitheoirí a dhéanamh; d'iarratais ardteochta, déanann pointe leá ard tíotáiniam go bhfuil sé níos oiriúnaí fós, agus tá líon mór comhpháirteanna cóimhiotail tíotáiniam ag aer-innill.
Friotaíocht creimeadh: Tá friotaíocht creimeadh den scoth ag alúmanam agus tíotáiniam araon.
Déanann friotaíocht creimeadh tíotáiniam agus imoibríocht íseal gurb é an miotail is bith-chomhoiriúnach é, agus úsáidtear go forleathan é in ionstraimíocht leighis (m.sh., ionstraimíocht mháinliachta.) Comhlíonann Ti64 timpeallachtaí salainn go maith agus is minic a úsáidtear é in iarratais mhara.

Tá cóimhiotail alúmanaim agus cóimhiotail tíotáiniam araon an-choitianta in iarratais aeraspáis. Tá ard-neart, dlús íseal ag cóimhiotal tíotáiniam (ach thart ar 57% de chruach), agus tá an neart sonrach (neart / dlús) i bhfad níos mó ná ábhair struchtúracha miotail eile, ar féidir leo páirteanna a tháirgeadh le neart aonaid ard, rigidity maith agus meáchan éadrom. Is féidir cóimhiotail tíotáiniam a úsáid le comhpháirteanna inneall aerárthaí, cnámharlach, craiceann, dúntóirí agus fearas tuirlingthe. Tagairt teicneolaíochta priontála 3d chun an fhaisnéis a sheiceáil fuarthas amach go bhfuil cóimhiotal alúmanaim oiriúnach le bheith ag obair sa timpeallacht faoi bhun 200 céim , b'ionann fuselage Airbus A380 le alúmanam níos mó ná 1/3, C919 úsáid freisin ar líon mór de traidisiúnta ard-fheidhmíocht ábhair cóimhiotal alúmanaim . Is féidir cóimhiotail alúmanaim a úsáid le haghaidh craicne aerárthach, frámaí spacer, easnacha sciatháin, agus mar sin de.

Déantúsaíocht Bhreiseáin Tíotáiniam agus an Tionscal Aeraspáis
Mar a tugadh faoi deara sa Global Aerospace & Defense Industry Outlook 2019 arna fhoilsiú ag Deloitte, de réir mar a leanann an tionscal aeraspáis agus cosanta ag fás, mar sin beidh an t-éileamh ar tháirgeadh. Agus, nuair atáthar ag dearadh le haghaidh feidhmeanna aeraspáis agus cosanta, tá sé ríthábhachtach roghnú ábhair. Maidir le comhpháirteanna a fhágann an talamh, tá sé ríthábhachtach líon na gcomhpháirteanna agus an meáchain a laghdú. Sna réimsí seo, tugann gach 1g de laghdú meáchain buntáistí suntasacha.

Tá pointe leá thar a bheith ard ag tíotáiniam os cionn 1,600 céim agus go hiondúil deacair a mheaisíniú, agus is é sin an chúis is mó go bhfuil sé níos daoire ná metals eile.Ti6Al4V an cóimhiotal tíotáiniam is mó a úsáidtear go forleathan, agus ní hamháin go bhfuil sé éadrom, ach freisin tá neart ard agus friotaíocht teochta, rud a d'fhág go bhfuil sé ina ábhar tóir in iarratais aeraspáis. I measc na n-iarratas coitianta tá páirteanna mar lanna, dioscaí, agus irisí a úsáidtear i monarú lucht leanúna innill agus codanna íseal-teocht d'eitleáin faoi bhrú a oibríonn sa raon teochta 400-500, chomh maith le déantúsaíocht fuselage agus tionóil capsúil. , cásanna mótair roicéad, agus moil lann rotor héileacaptair. Mar sin féin, in ainneoin a fhriotaíocht ard le teocht ard agus creimeadh, tá seoltacht leictreach bocht ag tíotáiniam, rud a fhágann gur droch-rogha é d'iarratais leictreacha. Tá cóimhiotail tíotáiniam níos costasaí freisin i gcomparáid le miotail éadroma eile cosúil le alúmanam.

Tá úsáid na teicneolaíochta déantúsaíochta breiseáin a chabhródh le costais phróiseála a laghdú, dramhaíl amhábhar a laghdú, agus tá buntáistí eacnamaíocha suntasacha aige. Tá cóimhiotail bunaithe ar tíotáiniam freisin ar an gcóras cóimhiotail is córasaí agus aibí le haghaidh taighde déantúsaíochta breiseáin. Baineadh úsáid as comhpháirteanna cóimhiotail tíotáiniam a mhonaraítear go breise mar struchtúir ualachiompartha i réimse na heitlíochta. De réir an imscrúdaithe ar thagairt teicneolaíochta priontála 3D, thosaigh an American Aero Met Company ag tástáil déantúsaíocht páirteanna tástála struchtúir fo-iompair cóimhiotail tíotáiniam le haghaidh comhraiceoir / aerárthach ionsaithe Boeing F/A-18E/F i mbaisc bheag i 2001, agus bhí sé chun tosaigh maidir le cur i bhfeidhm páirteanna fo-iompair cóimhiotal tíotáiniam LMD ar aerárthach fíoraithe F/A-18 a bhaint amach i 2002. Ceannródaíoch Beijing University of Aeronautics and Astronautics in tíotáiniam cóimhiotail léasair déantúsaíochta breiseáin eochairtheicneolaíochtaí, cóimhiotal Tá airíonna meicniúla cuimsitheacha i bhfad níos mó ná gaibhnithe, tá forbairt fráma cóimhiotal tíotáiniam príomh-imthacaí ar scála mór agus comhpháirteanna eile, bainte amach sna hiarratais suiteála aerárthaigh. Bhain Ollscoil Polytechnical Northwestern úsáid as teicneolaíocht déantúsaíochta breiseáin léasair do COMAC chun rib sciathán lárnach aerárthaigh C919 a mhonarú ar imeall íochtair na samplaí stiallacha, méid 3,000mm × 350mm × 450mm, cáilíocht 196kg.

Déantúsaíocht Bhreiseáin Alúmanam agus an Tionscal Aeraspáis
Is iad cóimhiotail atá bunaithe ar alúmanam le dlús íseal, ard-neart sonrach, friotaíocht ard creimeadh, foirmiúlacht mhaith, dea-airíonna fisiceacha agus airíonna meicniúla an aicme ábhair struchtúracha neamhfheiriúla is mó a úsáidtear sa tionscal. Maidir le déantúsaíocht breiseán léasair, is gnách go mbíonn sé deacair ábhair alúmanam-bhunaithe a phróiseáil ábhair, a chinneann a n-airíonna fisiceacha speisialta (dlús íseal, ionsú léasair íseal, seoltacht teirmeach ard agus ocsaídiú éasca, etc.). Ó thaobh an phróisis fhoirmithe déantúsaíochta breiseán, tá dlús cóimhiotal alúmanaim beag, tá an sreabhach púdar sách bocht, tá aonfhoirmeacht leagan ar an leaba púdar foirmithe SLM bocht nó tá leanúnachas iompair púdar sa phróiseas LMD bocht, mar sin de. ní mór cruinneas agus cruinneas an chórais leagan/beathaithe sa trealamh déantúsaíochta breiseáin léasair a bheith ard.
Faoi láthair, is cóimhiotail Al-Si den chuid is mó iad na cóimhiotail alúmanaim a úsáidtear i ndéantúsaíocht bhreiseáin, a bhfuil staidéar déanta go forleathan ar AlSi10Mg agus AlSi12 le sreabhach maith. Mar sin féin, mar gheall ar nádúr ábhartha cóimhiotal alúmanaim réitigh cóimhiotal Al-Si, cé go n-úsáidtear an próiseas déantúsaíochta breiseán léasair optamaithe le haghaidh ullmhúcháin, is deacair an neart teanntachta a bhriseadh trí 400MPa, rud a chuireann teorainn lena úsáid in aeraspáis agus i réimsí eile seirbhíse. ceanglais feidhmíochta na gcomhpháirteanna ualachiompartha níos airde.

D'fhonn airíonna meicniúla níos airde a fháil a thuilleadh, tá go leor fiontair agus ollscoileanna intíre agus eachtrannacha tar éis luas an taighde agus na forbartha a luathú le blianta beaga anuas, agus tá líon mór de chóimhiotail alúmanaim ard-neart atá tiomnaithe do mhonarú breiseáin liostaithe. Riachtanais déantúsaíochta breiseán Airbus le haghaidh páirteanna cóimhiotal alúmanaim eitlíochta, tá forbairt an chéad déantúsaíochta breiseán ar domhan d'ábhair púdar cóimhiotal alúmanaim ard-neart Scalmalloy, neart teanntachta teocht an tseomra de 520MPa, curtha i bhfeidhm ar struchtúr cábáin aerárthaigh A320 de mhonarú breiseáin; Saotharlanna Taighde Hughes na Stát Aontaithe (HRL) cóimhiotal alúmanaim ard-neart a fhorbairt le haghaidh priontála 3D 7A77.60L neart níos mó ná 600Mpa, ag éirí mar an chéad bhrionnú do mhonarú breiseán. Níos mó ná 600Mpa, ag éirí mar an chéad chóimhiotal alúmanaim coibhéiseach ard-neart a chruthú a úsáid le haghaidh déantúsaíochta breiseán, tá Ionad Eitilte Spáis NASA Marshall tar éis tús a chur leis an ábhar seo a chur i bhfeidhm ar tháirgeadh páirteanna aeraspáis ar scála mór; Thuairiscigh tagairt teicneolaíochta priontála 3D freisin go bhfuil dearadh agus forbairt CVRI intíre cineál nua priontála 3D de chóimhiotal alúmanaim ard-neart speisialta, ag briseadh trí theorainneacha paitinne Airbus, neart teanntachta an chobhsaí Níos mó ná 560MPa, i bhfad níos fearr ná Airbus. Is féidir le feidhmíocht priontála púdar cóimhiotal alúmanaim Scalmalloy® freastal ar an trealamh iompair iarnróid intíre agus aeraspáis agus páirteanna déantúsaíochta ard-deireadh eile riachtanais priontála 3D, agus tá an earnáil aeraspáis baile tar éis tús a chur le hiarratais déantúsaíochta breiseáin cóimhiotal alúmanaim ard-neart.