जैसा कि डेलॉइट के 2019 ग्लोबल एयरोस्पेस और डिफेंस इंडस्ट्री आउटलुक में बताया गया है, जैसे-जैसे एयरोस्पेस और रक्षा उद्योग बढ़ रहा है, उत्पादन मांग भी बढ़ती रहेगी। और, एयरोस्पेस और रक्षा अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन करते समय, सामग्री का चयन महत्वपूर्ण है। जमीन से बाहर के घटकों के लिए, घटकों की संख्या और वजन कम करना महत्वपूर्ण है। इन क्षेत्रों में, घटाया गया प्रत्येक ग्राम वजन बहुत लाभ पहुंचाएगा।
टाइटेनियम का गलनांक अत्यंत उच्च होता है, जो 1600 डिग्री से अधिक होता है, और यह एक विशिष्ट मशीन-से-कठिन सामग्री भी है, यही मुख्य कारण है कि इसकी कीमत अन्य धातुओं की तुलना में अधिक है। Ti6Al4V वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री है। यह न केवल वजन में हल्का है, बल्कि इसमें उच्च शक्ति और उच्च तापमान प्रतिरोध भी है। ये विशेषताएँ इसे एयरोस्पेस क्षेत्र में बहुत लोकप्रिय बनाती हैं। सामान्य अनुप्रयोगों में ब्लेड, डिस्क, केसिंग और इंजन पंखे और कंप्रेसर के कम तापमान वाले अनुभाग में उपयोग किए जाने वाले अन्य भाग शामिल हैं, जिनकी कार्यशील तापमान सीमा 400-500 डिग्री है; इसका उपयोग धड़ और अंतरिक्ष कैप्सूल घटकों, रॉकेट इंजन केस और हेलीकॉप्टर रोटर हब आदि के निर्माण में भी किया जाता है। हालांकि, इसके उच्च तापमान और संक्षारण प्रतिरोध के बावजूद, टाइटेनियम बिजली का एक खराब संवाहक है, जिससे यह विद्युत अनुप्रयोगों के लिए एक खराब विकल्प बन जाता है। एल्यूमीनियम जैसी अन्य हल्की धातुओं की तुलना में टाइटेनियम मिश्र धातु भी अधिक महंगी हैं।
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक का उपयोग प्रसंस्करण लागत और कच्चे माल की बर्बादी को कम करने के लिए अनुकूल है, और इसके महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ हैं। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग रिसर्च के लिए टाइटेनियम-आधारित मिश्र धातुएं सबसे व्यवस्थित और परिपक्व मिश्र धातु प्रणालियां भी हैं। अतिरिक्त रूप से निर्मित टाइटेनियम मिश्र धातु घटकों को एयरोस्पेस क्षेत्र में लोड-असर संरचनाओं के रूप में लागू किया गया है। 3डी प्रिंटिंग प्रौद्योगिकी संदर्भ के सर्वेक्षण के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका के एयरो मेट ने बोइंग एफ/ए-18ई/एफ वाहक-आधारित संयुक्त के लिए छोटे बैचों में टाइटेनियम मिश्र धातु माध्यमिक लोड-असर संरचना परीक्षण टुकड़ों का परीक्षण-उत्पादन शुरू किया। 2001 में लड़ाकू/हमला विमान, और 2002 में एलएमडी टाइटेनियम मिश्र धातु को साकार करने का बीड़ा उठाया। एफ/ए-18 सत्यापन विमान पर माध्यमिक लोड-असर संरचनात्मक भागों का अनुप्रयोग। बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स ने टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लेजर एडिटिव निर्माण की प्रमुख तकनीक को तोड़ दिया है। मिश्र धातुओं के व्यापक यांत्रिक गुण फोर्जिंग की तुलना में काफी अधिक हैं। नॉर्थवेस्टर्न पॉलिटेक्निक यूनिवर्सिटी ने चीन वाणिज्यिक विमान निगम के लिए C919 विमान के केंद्रीय विंग रिब के ऊपरी और निचले किनारे स्ट्रिप्स के निर्माण के लिए लेजर एडिटिव विनिर्माण तकनीक का उपयोग किया, जिसका आकार 3000 मिमी × 350 मिमी × 450 मिमी और वजन 196 किलोग्राम था।
एल्युमीनियम एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग और एयरोस्पेस उद्योग
एल्यूमीनियम-आधारित मिश्र धातुओं में कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति, मजबूत संक्षारण प्रतिरोध, अच्छी निर्माण क्षमता, अच्छे भौतिक और यांत्रिक गुण होते हैं, और उद्योग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली अलौह धातु संरचनात्मक सामग्री हैं। लेजर एडिटिव विनिर्माण के लिए, एल्यूमीनियम-आधारित सामग्री विशिष्ट रूप से कठिन-से-प्रक्रिया वाली सामग्री होती है, जो उनके विशेष भौतिक गुणों (कम घनत्व, कम लेजर अवशोषण दर, उच्च तापीय चालकता और आसान ऑक्सीकरण, आदि) द्वारा निर्धारित होती है। एडिटिव विनिर्माण निर्माण प्रक्रिया के परिप्रेक्ष्य से, एल्यूमीनियम मिश्र धातु का घनत्व छोटा है, पाउडर तरलता अपेक्षाकृत खराब है, एसएलएम बनाने वाले पाउडर बिस्तर पर बिछाने की एकरूपता खराब है या एलएमडी प्रक्रिया में पाउडर परिवहन की निरंतरता खराब है, इसलिए लेजर एडिटिव विनिर्माण उपकरण में पाउडर फैलाने/पाउडर फीडिंग सिस्टम की सटीकता और सटीकता अधिक है।
वर्तमान में एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग में उपयोग की जाने वाली एल्यूमीनियम मिश्र धातुएँ मुख्य रूप से अल-सी मिश्र धातुएँ हैं, जिनमें अच्छी तरलता वाले AlSi10Mg और AlSi12 का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। हालाँकि, अल-सी मिश्र धातु कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातु की भौतिक प्रकृति के कारण, हालांकि यह एक अनुकूलित लेजर एडिटिव विनिर्माण प्रक्रिया द्वारा तैयार किया गया है, तन्य शक्ति 400MPa से अधिक होना मुश्किल है, जो एयरोस्पेस और अन्य क्षेत्रों में इसके सेवा प्रदर्शन को सीमित करता है। उच्च भार वहन करने वाले सदस्यों पर प्रयोग करें।
उच्च यांत्रिक गुणों को और अधिक प्राप्त करने के लिए, देश और विदेश में कई उद्यमों और विश्वविद्यालयों ने हाल के वर्षों में अनुसंधान और विकास की गति को तेज कर दिया है, और बड़ी संख्या में एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए समर्पित उच्च शक्ति वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को बाजार में लॉन्च किया गया है। एयरबस ने विमानन के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु भागों की योगात्मक विनिर्माण आवश्यकताओं के जवाब में, एडिटिव विनिर्माण के लिए समर्पित दुनिया की पहली उच्च शक्ति एल्यूमीनियम मिश्र धातु पाउडर सामग्री स्कैलमलॉय विकसित की है। कमरे के तापमान पर तन्य शक्ति 520MPa है। इसे A320 विमान केबिन संरचनात्मक भागों के अतिरिक्त विनिर्माण में लागू किया गया है। संयुक्त राज्य अमेरिका में ह्यूजेस रिसर्च लेबोरेटरी (HRL) द्वारा विकसित उच्च शक्ति 7A77.60L एल्यूमीनियम मिश्र धातु की ताकत 600Mpa से अधिक है, यह पहला जाली समकक्ष उच्च शक्ति एल्यूमीनियम मिश्र धातु बन गया है जिसका उपयोग एडिटिव विनिर्माण के लिए किया जा सकता है। नासा मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर ने इस सामग्री का उपयोग बड़े पैमाने पर एयरोस्पेस भागों के उत्पादन में करना शुरू कर दिया है; 3डी प्रिंटिंग प्रौद्योगिकी संदर्भ में यह भी बताया गया है कि घरेलू सीआरआरसी औद्योगिक अनुसंधान संस्थान द्वारा डिजाइन और विकसित की गई नई 3डी प्रिंटिंग विशेष उच्च शक्ति एल्यूमीनियम मिश्र धातु ने एयरबस की पेटेंट सीमा को तोड़ दिया है। स्थिरता 560MPa से अधिक है, जो एयरबस के स्कैल्मलॉय® एल्यूमीनियम मिश्र धातु पाउडर के मुद्रण प्रदर्शन से काफी बेहतर है। यह घरेलू रेल पारगमन उपकरण और एयरोस्पेस जैसे उच्च-स्तरीय विनिर्माण भागों के लिए 3डी प्रिंटिंग की जरूरतों को पूरा कर सकता है। सामग्री विनिर्माण अनुप्रयोग.
