Kétségtelenül a repülőgépipar volt az egyik első olyan iparág, amely additív gyártási (AM) technológiát használt könnyű alkatrészek előállítására (a súly optimalizálása az erő feláldozása nélkül). Az additív gyártás felhasználása a repülőgépiparban jelenleg növekszik. A Strategic Market Research felmérése szerint a repülőgépipar 3D-nyomtatási piaca 2023-ra várhatóan eléri a 9,23 milliárd dollárt, éves növekedési üteme pedig 20,23 százalék.
Útvonalak a fém 3D nyomtatáshoz az űrben
Ahogy már elhangzott, a repülőgépipar már régóta felkarolta a fém 3D-nyomtatást annak számos előnye miatt, és ez a technológiai modell évek óta tartó növekedés után vált kiforrotttá. A repülőgépipar egésze keresi a lehetőségeket az ágazat fenntarthatóságának növelésére, így az előrejelzések szerint ez az átvétel aránya a következő években csak növekedni fog. Mivel az elkövetkező években több innovatív komponensre lesz szükség, a fém 3D nyomtatás egyre népszerűbb lesz. Ahogy a repülőgépek az elektromosítás és az alternatív energiaforrások, például a hidrogén felé haladnak, hamarosan elérkezik ez a korszak. Fontos megjegyezni, hogy valószínűleg szükség lesz a teljes repülőgép szerkezeti felépítésének módosítására, és ennek egyik fő előnye az additív gyártás alkalmazása lehet. A hagyományos módszerekkel nem lehetséges geometriák létrehozásának képességéről ismert technológiák lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy maximalizálják a szerkezeti tervezést, a teljesítményt és a biztonságot.
Ezenkívül számos 3D nyomtatási technika áll rendelkezésre. Dióhéjban az összes fémtechnológiát figyelembe veszik az iparban alkalmazott különféle fémadalék-technológiák vizsgálatakor. A fenntartható üzleti esetet mindig szándékos költségmegtakarítással vagy teljesítménynöveléssel kell kialakítani. Az alkatrésztanúsításon túl az iparosítást is figyelembe kell vennie az ágazatban, ahol több alkatrészt szeretnénk gyártani. Míg az aerostruktúrák gyakran alkalmaznak irányított energiájú leválasztási (DED) technológiát gyors leválasztási sebességük és nagy méretű képességeik miatt, addig a hajtóművek porágyas fúziót használnak nagy pontosságú helyreállítási képességeikhez (azaz összetett alkatrészekhez).
Az adalékanyag gyártási folyamata az anyagoktól is függ. A felhasznált anyagok is változnak a felhasználási feltételek és az alkalmazási forgatókönyvek függvényében. Mivel a könnyebb járművek kevesebb üzemanyagot igényelnek, a titán magas szilárdság/tömeg arányt kínál, ami elengedhetetlen az űrhajózáshoz. Mivel olvadáspontjukhoz közeli hőmérsékleten működnek, a nikkel alapú szuperötvözetek, mint például az Inconel, előnyösek magas hőmérsékleti helyzetekben. Az alumínium jó hővezető, és jól működik hőcserélő alkalmazásokban. Általánosságban elmondható, hogy a repülőgépiparban gyakran hagyományos technikákkal előállított anyagok nagyszerű additív gyártási lehetőségeket kínálnak.
Ám a módszer és az anyag kiválasztása után a fém 3D nyomtatásnak számos kreatív alkalmazása van a repülőgépiparban. A bonyolult szerkezeti részek többsége magas hőmérsékleti körülmények között működik, hőátadást igényel, vagy folyadékjáratokat tartalmaz, és az additív nyomtatás ideális az ilyen alkatrészek előállításához olyan fontos repülőgép-motor-alkatrészekhez, mint a hőcserélők, járókerekek, tekercsek stb.
Megfelelő alkalmazás esetén az additív gyártás kiemelkedő, így a választott technológiának meg kell felelnie az alkatrész követelményeinek. Ezt a projekt tervezési szakaszában már korán figyelembe kell venni, gyakran még azelőtt, hogy egyetlen szót is leírnának. Minél jobb lesz az elkészült alkatrész, annál korábban érdemes gondolnia az additív gyártás előnyeire. Ha elfogadja a mérnök összes korlátozását a tervezési fázis elején, akkor egy vonzó alkatrészt láthat, de azt korlátozás nélkül és a gyártási módszerek figyelembevétele nélkül tervezték.