聚合物和复合材料的增材制造用于航空航天应用
Francesca Aliberti1, Raffaele Longo1, Marialuigia Raimondo1
1Department of Industrial Engineering, University of Salerno, Via Giovanni Paolo II 132, Fisciano (SA), Italy. falibert@unisa.it.
增材制造或3D打印正在通过实现定制,节约材料的设计和即时制造来彻底改变航空航天部件的生产. 这篇评论探讨了用于航空航天应用的先进3D打印技术,材料和AI集成.
科学领域:
- 航空航天工程 航空航天工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 制造技术 制造技术
背景情况:
- 增材制造 (AM),通常称为3D打印,在航空航天领域越来越重要.
- 关键的驱动因素包括减少组装,降低成本和按需生产复杂的几何形状和轻质结构.
- 太空制造促进了用于太空任务的地球生产以及在太空中的制造和维修.
研究的目的:
- 审查用于航空和航天领域的突出的3D打印技术.
- 检查材料要求,工艺参数和智能材料功能.
- 分析现实世界的行业应用和航空航天领域的增材制造的未来趋势.
主要方法:
- 审查已建立和新兴的3D打印方法:合丝制造 (FFF),直接墨水写作 (DIW),立体立体法 (SLA),材料喷射 (MJ) 和选择性激光烧结 (SLS).
- 专注于聚合物复合材料和纳米复合材料,包括自愈和电热加热等智能功能.
- 分析了行业领导者 (NASA,波音) 的案例研究,并比较了技术优势和缺点.
主要成果:
- 详细检查AM工艺,材料 (特别是先进的聚合物和纳米复合材料) 以及它们适用于航空航天组件的适用性.
- 强调人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 的整合,以优化设计,质量控制和过程参数定义.
- 通过行业示例展示在航空航天领域实用的AM实施方法.
结论:
- 增材制造是一种成熟的技术,改变了航空航天生产,在定制,效率和材料使用方面提供了显著的优势.
- 先进的材料和人工智能集成正在推动AM能力在这个苛刻的领域的边界.
- 未来的研究应该解决剩余的挑战,以进一步释放AM在航空航天和太空探索中的潜力.
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