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創(chuàng)想三維:3D打印機(jī)制造鉬離子推進(jìn)器組件

時(shí)間:2019-07-10 16:58 來源:企業(yè) 作者:中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀:

    北京的研究人員正在探索更好的方法來鑒定離子光學(xué),通過3D打印制造來制造鉬部件。他們的研究結(jié)果最近發(fā)表在“3D打印鉬在離子推進(jìn)器的網(wǎng)格和保持電極”中。

       離子推進(jìn)器的主要部件是離子光學(xué)和保持器,光學(xué)在發(fā)動(dòng)機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)中起著主要作用。然而,它們的侵蝕限制了離子推進(jìn)器的壽命。保持器的作用是保護(hù)空心陰極不受離子轟擊,使陰極放電打開,金屬和碳材料通常用于制造必要的電極。鉬是一種常用的金屬材料,用于離子光學(xué)和保持器的制造。


創(chuàng)想三維:3D打印機(jī)制造鉬離子推進(jìn)器組件


       在SLM機(jī)器的制造室中,制造活塞(左)與制造板相連,粉末輸送活塞(右)與金屬粉末分布在其上。當(dāng)所有需要的粉末都裝到粉末輸送活塞上,其表面平整并與制造活塞上的制造板對(duì)齊時(shí)打印過程開始。

       在碳基材料(熱膨脹系數(shù))CTE接近于零,濺射率低于鉬的材料中,石墨是傳統(tǒng)的選擇,因?yàn)樗目沙惺苄院凸I(yè)界對(duì)其制造方法的高度了解,盡管研究人員表示,高溫分解石墨和碳復(fù)合材料也用于安裝在重要推進(jìn)器的離子光學(xué)器件上。

       為了簡(jiǎn)化離子光學(xué)的制造,北京理工大學(xué)進(jìn)行了一項(xiàng)研究,其核心是電子推進(jìn)器零件的3D打印鉬。目前已經(jīng)生產(chǎn)了幾個(gè)健康的電極組。研究人員為該項(xiàng)目選擇了選擇性激光熔化(SLM),主要是由于其在金屬打印方面的能力,同時(shí)也由于所提供的精度水平,特別是在航空航天應(yīng)用方面。


創(chuàng)想三維:3D打印機(jī)制造鉬離子推進(jìn)器組件


       在SLM制造過程結(jié)束時(shí),四組屏幕和加速器網(wǎng)格以及幾個(gè)立方體樣品。在制造完成后,部件被未燒結(jié)的粉末包圍,這些粉末將被移除并用于下一道工序。

比特公司的一個(gè)研究項(xiàng)目創(chuàng)造了幾個(gè)3D打印的離子光學(xué)器件,以進(jìn)一步檢查額外制造的離子光學(xué)概念。另一項(xiàng)研究測(cè)量了能量密度,涉及:

       激光功率

       激光掃描速度

       圖案填充間距

       層厚

       鉬元素是通過SLM打印的,隨著研究的進(jìn)行,他們決定使用離子光學(xué)材料安裝在實(shí)驗(yàn)室的離子源上進(jìn)行測(cè)試。

       “在不同的制造工藝上打印了幾組屏幕和加速器網(wǎng)格,并對(duì)輸出進(jìn)行了研究,以驗(yàn)證SLM設(shè)備能夠產(chǎn)生所需厚度的光學(xué)器件并正確定位孔徑陣列。研究人員對(duì)這些網(wǎng)格進(jìn)行了檢查,發(fā)現(xiàn)它們滿足了設(shè)計(jì)要求。


創(chuàng)想三維:3D打印機(jī)制造鉬離子推進(jìn)器組件


       掃描系統(tǒng)的偏差對(duì)搭板。由于激光提供的能量過大,分布在板下部的網(wǎng)格呈現(xiàn)出燃燒區(qū)域。

       盡管研究人員稱“迄今為止還沒有出現(xiàn)任何挑戰(zhàn)”,但保管器的3D打印仍處于開發(fā)階段。研究人員稱,由于光學(xué)元件和保管器都不是“特別需要的元件”,因此無需SLM鉬提供e與固體金屬相同的機(jī)械性能。

       “研究表明,當(dāng)制備過程中施加的能量密度接近最大能量密度時(shí),SLM鉬的機(jī)械和熱性能都接近固體金屬的機(jī)械和熱性能,從而生產(chǎn)出耐火材料,即價(jià)值約為300jmm-3。這一事實(shí)與輸出的多孔性有關(guān),多孔性隨著能量密度的增加而降低,”研究人員總結(jié)說。選擇性激光熔化材料的濺射燒蝕行為尚未得到評(píng)估,但在附加制造的部件能夠滿足真正的電力推進(jìn)應(yīng)用之前,必須對(duì)其進(jìn)行研究。

       隨著像NASA這樣的機(jī)構(gòu)開發(fā)新的材料和工藝、新的發(fā)動(dòng)機(jī)合金,甚至機(jī)器人技術(shù),航空航天應(yīng)用中的3D打印越來越普遍。

       來源:創(chuàng)想三維 https://www.cxsw3d.com/

(責(zé)任編輯:admin)

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