Przez dziesięciolecia rdzenie ceramiczne do łopatek turbin wytwarzano w ten sam sposób: poprzez formowanie wtryskowe za pomocą drogich matryc metalowych. Jednak dzisiejsze konstrukcje łopatek wymagają coraz bardziej złożonych wewnętrznych kanałów chłodzących — zagięć i wnęk, których matryca po prostu nie może utworzyć.

To ograniczenie obecnie zanika. Technologia fotoutwardzalnego druku 3D do rdzeni ceramicznych została przeniesiona z laboratorium do rzeczywistej produkcji. Nie są wymagane żadne matryce. Rdzeń drukowany jest bezpośrednio z pasty ceramicznej, następnie odrywany i spiekany.

Trzy praktyczne korzyści

1. Czas realizacji skrócił się z tygodni do poniżej dwóch tygodni

Tradycyjne tworzenie matryc zajmuje od trzech tygodni do kilku miesięcy. Dzięki drukowi 3D po zatwierdzeniu projektu gotowe rdzenie otrzymasz w niecałe dwa tygodnie. Potrzebujesz zmiany projektu? Wydrukuj nowy tego samego dnia — bez czekania na nowy wykrojnik.

2. Złożona geometria wewnętrzna nie stanowi już problemu

Formowanie wtryskowe wymaga wyciągnięcia rdzenia z matrycy, więc wewnętrzne kanały nie mogą być zbyt zawiłe. Druk 3D nie ma takich ograniczeń. Możesz zaprojektować kanały chłodzące o dowolnym kształcie, który optymalizuje wydajność, bezpośrednio poprawiając tolerancję temperatury ostrza i żywotność.

3. Małe partie nie niszczą już banku

Zestaw matryc może kosztować od dziesiątek do setek tysięcy dolarów. W przypadku serii 50 rdzeni testowych koszt jednej części jest absurdalny. Drukowanie 3D wiąże się z zerowymi kosztami narzędzi – co sprawia, że ​​koszt jednego rdzenia lub stu kosztuje mniej więcej tyle samo na jednostkę. To radykalnie obniża barierę dla badań i rozwoju oraz prototypowania.

Jak wygląda sytuacja dzisiaj

Technologia ta została już sprawdzona w rzeczywistych projektach lotniczych. W jednym z programów testów komponentów wojskowych wykorzystano rdzenie ceramiczne wydrukowane w 3D i obecnie wprowadzono je do produkcji pilotażowej.

Aktywnie zajmujemy się kluczowymi wyzwaniami technicznymi:

• Kontrola skurczu – spiekanie nadal powoduje pewne zmiany wymiarów, a utrzymanie wąskich tolerancji wymaga starannego dostrojenia procesu

• Optymalizacja wytrzymałości – orientacja druku i skład cząstek bezpośrednio wpływają na wytrzymałość na zginanie

• Nowe materiały – pojawiającą się opcją są rozpuszczalne w wodzie rdzenie ceramiczne: po odlaniu wystarczy zanurzyć część w wodzie, a rdzeń rozpuści się, eliminując ostre wymywanie chemiczne. Wciąż jest w fazie udoskonalania, ale dostępne są już próbki robocze.

Kto powinien się tym przejmować

Jeśli opracowujesz nowe projekty ostrzy lub potrzebujesz małych partii skomplikowanych rdzeni, druk 3D jest teraz praktyczną opcją, którą warto rozważyć. Koniec z ograniczeniami narzędziowymi. Szybsze iteracje. Niższe koszty badań i rozwoju.

W przypadku standardowych części o dużej objętości tradycyjne formowanie wtryskowe nadal wygrywa pod względem kosztów jednostkowych i szybkości. Jednak w przypadku złożonych geometrii i szybkich cykli rozwoju równowaga się przechyliła.