Egy fejlett additív gyártási technika, a 3D nyomtatási technológia az utóbbi időben széles körben használatos a repülőgépiparban. A vezető repülőgépgyártók, a Boeing és az Airbus először alkalmazták a 3D nyomtatási technológiát az űrrepülőgép-alkatrészek gyártásában, így javítva a gyártás hatékonyságát és a költségkontrollt, valamint előmozdítva a kreatív fejlődést a repülőgépgyártási szektorban.
A Boeing alkalmazásai a 3D nyomtatásban
A Boeing 2002 óta vizsgálja a szinterezés alapú PA12 és PEKK anyagokat használó funkcionális alkatrészek tömeggyártását SLS (Selective Laser Sintering) technológia segítségével. A Boeing és az EOS együttműködésével tervezett, nagy teljesítményű szénszál erősítésű PEKK anyag segít a könnyű súly elérésében, és nagy izotróp szilárdsággal ruházza fel az alkatrészeket. A Boeing repülőgépek számos alkatrésze ebből az anyagból készül, ami nagymértékben növeli a repülőgép teljesítményét.
A Boeing 3D nyomtatási technológiai felhasználásának másik példája a Dreamliner. A Boeing 787-hez a Norsk Titanium a rapid plasma deposition (RPD) technológiával előállított alkatrészeket szállított. A titánhuzalt a kifinomult alkatrészek szerkezeti és biztonsági szempontból kritikus felhasználásra való átalakítására használva az RPD egy OEM-tanúsítvánnyal rendelkező additív gyártási technika, amely jelentős szállítási időt és költséget takarít meg a Boeing számára. Ennek a technológiának a használata nemcsak a 787-es repülőgép szerkezeti biztonságát és megbízhatóságát növeli, hanem a gyártási hatékonyságát is.
Ezen túlmenően a Boeing 3D nyomtatási technológiát kíván felhasználni a 787-es repülőgép további alkatrészeinek gyártásához, így repülőgépenként csaknem 2-3 millió dollárt takarít meg. Ez a mérőszám nemcsak a Boeing azon szándékát mutatja, hogy támogassa a repülési gyártási szektor digitális átalakulását, hanem a 3D nyomtatási technológia előnyeit is szemlélteti a költségcsökkentésben.
Az Airbus 3D nyomtatási alkalmazásai
Az Airbus a 3D nyomtatási technológia alkalmazása terén is figyelemre méltó sikereket ért el. Az Airbus 2013 óta dolgozik együtt a Stratasys-szal, hogy széles körben használjon polimer anyagokat az A350XWB repülőgépek komponenseinek építéséhez, így több mint 500 darabból álló egyetlen egység telepítését sikerült elérni. A számos fedélzeti rendszer közül ezek az alkatrészek csatornákat, kábelbilincseket, burkolatokat és egyéb szerkezeteket takarnak.
Az akkori legnagyobb 3D nyomtatott repülőgép-alkatrész, az FDM technológia és az ULTRAM 9085 anyag váltotta fel 2018-ban az A350XWB kabinajtó függönyfejét. Mérete 1140720240 mm. Ez a projekt nemcsak a 3D nyomtatási technológia kapacitását mutatja be nagy és kifinomult alkatrészek gyártásában, hanem ösztönzi az Airbust a repülőgépek belső alkatrészeinek 3D nyomtatására vonatkozó kutatásaira is.
Az Airbus által használt 3D nyomtatási anyagok között megtalálhatók a titánötvözet, az alumíniumötvözet, az ULTRAM 9085 gyanta stb. A kiforrott alkalmazási beállításokkal ezek az anyagok állandó anyag- és alkatrészteljesítményt biztosítanak, nagy mennyiségű nyers adatot szereztek be, és hosszú távú kutatásokat és fejlesztési tesztek. Az Airbus A380-hoz a Liebherr Group titánötvözetből integrált hidraulikus csővezetékeket hozott létre SLM technológia segítségével; sorozatgyártású 3D nyomtatott titánötvözet futómű-tartók az A350 XWB-hez. A repülőgép tömegének és teljesítményének maximalizálása mellett ezen alkatrészek 3D nyomtatása növeli a gyártás hatékonyságát.
Ezen túlmenően, az Airbus összeállt a Materialize vállalattal, hogy az első olyan elismert szállítók között legyen, akik az Airbus folyamatkövetelményei alapján 3D nyomtatási szolgáltatásokat kínálnak. Az Airbus repülőgép-alkatrészeit a Materialize gyártja SLS (lézer szinterezés) technikán alapuló 3D nyomtatási technológiával. Az Airbus A350-hez a Materialize jelenleg mintegy 100 különálló repülési alkatrészt nyomtatott, így évente 26 000 alkatrészt állít elő a teljes A350 ökoszisztémára. Az Airbus repülőgép-alkatrészek gyártási hatékonyságának javítása mellett ez az együttműködés elősegíti a 3D nyomtatási technológia széles körű alkalmazását a légiközlekedési ágazatban.
A 3D nyomtatási technológia előnyei és nehézségei
A Boeing és az Airbus számos előnyt mutatott be a 3D nyomtatási technológiából a repüléstechnikai alkatrészek gyártása során. Mindenekelőtt a 3D nyomtatási technológia bonyolult geometriai alkatrészeket tud előállítani – ami a hagyományos gyártási technikák mellett kihívást jelent. Másodszor, a 3D nyomtatási technológia maximalizálhatja a repülőgép üzemanyag-fogyasztását és biztonságát, valamint az alkatrész súlyát és teljesítményét. Ezenkívül a 3D nyomtatási technológiák segítik a gyártási ciklusok lerövidítését, a gyártási költségek csökkentését és a termelés hatékonyságának növelését.
Ennek ellenére vannak bizonyos nehézségek a 3D nyomtatási technológia alkalmazása a repülőgépiparban. Például a 3D nyomtatott termékek légialkalmassági tanúsításának bonyolult és időigényes folyamata magas kritériumok és törvények teljesítését követeli meg. Emellett kritikus megoldandó problémák az anyagok kiválasztása és a 3D nyomtatási technológia folyamatoptimalizálása.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/3d-printing-stainless-steel-impeller-pump.html